Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nejen axiony a WIMPy nebo lehká gravitina. Temnou hmotu by mohla podle nové hypotézy tvořit naopak velmi těžká gravitina. Na rozdíl od jiných teorií temné hmoty, které předpokládají pouze gravitační interakci mezi běžnou a temnou hmotou, by těžká gravitina interagovala i elektromagneticky a silně.
Novou teorii navrhují Hermann Nicolai z Max Planck Institute v Potsdamu a Krzysztof Meissner z University of Warsaw. Velká hmotnost předpokládaných gravitin znamená, že jich ve vesmíru může být jen celkem malá hustota. K vysvětlení stávajících dat o gravitačním působení galaxií by mělo stačit asi 1 gravitino na 10 000 km krychlových, v mezigalaktickém prostoru dokonce ještě méně. Konkrétně je hmotnost gravitina navržena na stomiliontinu kg – tj. mikrogram; má tedy blíže k makroskopickým objektům než k elementárním částicím (oproti protonu a neutronu je těžší o 19 řádů). Stabilita těchto částic má záviset na jejich neobvyklých kvantových číslech, respektive na tom, že prostě neexistují částice, na něž by se gravitina mohla rozpadnout. Existují proto už od doby velké třesku.
Protože supertěžká gravitina mohou interagovat elektromagneticky, mělo by je být možné detekovat např. při průletu Zemí. Ovšem ne stávajícími způsoby, které v tomto případě fungují jako pokus zachytit rojem komárů dělovou kouli. Oproti běžným částicím kosmického záření by se gravitina měla pohybovat mnohem pomaleji. Během celé doby existence Země mohla po sobě při svých průletech zanechávat v horninách různé „ionizační stopy“, které by se snad také daly najít.
Viz také: Temná hmota může být i horká
Autorům teorie přitom nejde jen o vysvětlení temné hmoty. V CERNu ani jinde se v posledních letech navzdory usilovnému pátrání nepodařilo najít žádné nové částice kromě Higgsova bosonu. Řada rozšíření standardního modelu takové částice předpokládá, nicméně prozatím pro taková rozšíření chybějí jakékoliv podpůrné argumenty.
Oba autoři proto navrhují ultratěžká gravitina jako součást obecnější teorie, z niž vyplývá, že žádné další částice v rozsahu energií přístupném současným experimentům nelze očekávat. Nová teorie vychází ze starších představ nositele Nobelovy ceny za fyziku Murraye Gell-Manna (spoluautora teorie kvarků v 60. letech 20. století a později teorie kvantové chromodynamiky), tzv. supergravitave N=8 (N=8 supergravity). Jde vlastně o nekonečněrozměrnou symetrii, která má vysvětlit, že pozorujeme právě aktuálně známé kvarky a leptony ze tříd rodin, ale žádné jiné částice. Teorie již nepřipisuje klíčovou roli supersymetrii (poznámka PH: to by asi stálo za to podrobnější vysvětlení).
Krzysztof A. Meissner et al. Planck mass charged gravitino dark matter, Physical Review D (2019). DOI: 10.1103/PhysRevD.100.035001
Krzysztof A. Meissner et al. Standard Model Fermions and Infinite-Dimensional R Symmetries, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.091601
Zdroj: Phys.org
Poznámka: „klasicky“ chápané gravitino je hypotetickým superpartnerem gravitonu. Hmotnost do 1 TeV. Otázka je, jaké charakteristiky gravitina mají i pro novou částici.
