Используя тот факт, что гравитация действует на темную материю точно так же, как на обычную барионную, физики смогли определить нижние и верхние пределы массы частиц темной материи.
Частиц-кандидатов в темную материю предложено уже более десятка. Новое исследование существенно сужает их спектр, так как накладывает серьезные ограничения на массу частиц, составляющих эту субстанцию
Темная материя, согласно модели Лямбда-CDM, составляет 27% от всей массы Вселенной. Существование этой субстанции еще ни разу не удалось наблюдать напрямую — вся известная на сегодня информация о ней берется из гравитационного влияния темной материи на окружающую ее барионную материю. Согласно теории, наблюдать этот вид материи не удается из-за его слабого взаимодействия с окружающей средой.
Несмотря на отсутсвие прямых наблюдений темной материи, исследователи смогли предложить довольно много частиц-кандидатов на ее роль. Среди них аксионы, тяжелые вимпы и другие частицы самой разной массы. Одни теории предполагают, что частицы темной материи очень легкие, а согласно другим — они имеют массу как у протона и больше.
Новое исследование, проведенное физиками Сассекского университета, накладывает новые ограничения на массу частиц темной материи. Согласно ему, не могут существовать ни «сверхлегкие», ни «сверхтяжелые» частицы, если только на них не действует еще не открытая сила. Ученые основывались на предположении, что единственной силой, действующей на темную материю, является гравитация.
Такое предположение позволило физикам вычислить, что частицы темной материи должны иметь массу от 10–3 эВ до10–7 эВ. Это гораздо более узкий диапазон, чем спектр 10–24 эВ—1019 ГэВ, в котором ученые сегодня рассматривают частиц-кандидатов, образующих темную материю.
Статья об открытии опубликовано в журнале Physics Letters B.
