Кратко: Ученые придумали новую теорию, которая может объяснить, почему темная материя не поддается прямому обнаружению наземными экспериментами.

Это 3D-карта иллюстрирует распределение масштабной темной материи, восстановленной из измерений слабого гравитационного линзирования с помощью космического телескопа Хаббл.                                                                    

Группа национальных физиков-ядерщиков известных как Сеть Сильных Динамических Сотрудников, во главе с группой Ливерморской национальной лаборатории, которые объединяют в себе методы теоретической и вычислительной физики и используя суперкомпьютер в лаборатории, дабы разработать новую модель темной материи. Компьютер определяет темную материю как естественно "скрытую", но ее легко обнаружить исследуя взаимодействие с обычным веществом в условиях крайне высоких температур, пронизывающих раннюю Вселенную.

"Эти взаимодействия в ранней Вселенной крайне важны потому что обычная и темная материя, распространенная сегодня, поразительно похожи по размеру, предполагается, что это произошло благодаря балансированию между ними еще до охлаждения Вселенной" сказал Павлос Вранас из Ливерморской национальной лаборатории.

Темная материя составляет целых 83 процента всей материи во Вселенной и не взаимодействует непосредственно с электромагнитными, слабыми или сильными ядерными силами. Свет при взаимодействии с темной материей не меняет направление, а обычная материя проходит сквозь нее только с самым слабым взаимодействий. По существу невидимой, она называлась, пока ее взаимодействия с гравитацией не стали производить поразительные эффекты на движение галактик и галактических скоплений, оставляя мало сомнений в ее существовании.

Ключ к разгадке "раздвоения личности темной материи". Как и кварки в нейтроне, при высоких температурах, эти электрически заряженные составляющие взаимодействуют с почти всем. Но при низких температурах они связаны вместе, для образования электрически нейтральной композитной частицы. В отличие от нейтрона, который связан обычно с сильным взаимодействием - квантовой хромодинамики (КХД), то скрытый нейтронов должны быть связан с новым ненаблюдаемым ранее сильным взаимодействием, с темным видом КХД.

"Примечательно, что кандидат в темную материю всего в несколько сотен раз тяжелее протона, и может быть составлен из электрически заряженных составляющих и все же уклоняясь от прямого обнаружения так далеко," - говорит Вранас.

Подобно протонам, невидимая темная материя является стабильной и не затухает в течении длинного космического времени. Однако, как КХД, она производит большое количество других ядерных частиц, распадающихся вскоре после их создания. Эти частицы могли иметь чистый электрический заряд, но распались бы давным давно. В коллайдере частицы с достаточно высокой энергией (например, на Большом адронном коллайдере в Швейцарии), эти частицы могут быть получены снова в первый раз с начала Вселенной. Они могут создавать уникальные записи в детекторе частиц, так как они могут быть электрически заряженными.

"Подземные эксперименты прямого обнаружения или эксперименты на Большом адронном коллайдере в ближайшее время смогут найти доказательства (или опровержения) нашей новой теории о невидимости темной материи," утверждает Павлос.