Интелектуалната мъгла около липсващата маса на Вселената
Десетилетната история на теоретичната физика страда от хроничен проблем: теорията за гравитацията на Нютон и нейното обобщение в Общата теория на относителността просто се сриват на галактическо ниво, ако разчитаме единствено на барионната материя, която виждаме. Още от наблюденията на Фриц Цвики през 30-те години на миналия век върху купа Кома и последвалите измервания на ротационните криви на галактиките от Вера Рубин през 70-те, концепцията за „тъмна материя“ бе възприета като спасителен пояс за стандартния модел.
Така се роди ортодоксалното схващане, че близо 85 процента от материята във Вселената е напълно инертна спрямо електромагнетизма. Тя не абсорбира, не отразява и не излъчва фотони. С течение на времето това схващане се превърна в научна аксиома, която насочи стотици милиони долари към изграждането на подземни детектори в изоставени мини – от експеримента XENONnT в италианската лаборатория Гран Сасо до LZ в Южна Дакота. Тези съоръжения, закопани на километри под земята, за да се изолират от космическите лъчи, разчитат на т.нар. WIMP частици (слабо взаимодействащи масивни частици). Резултатът от десетилетия чакане обаче остава нулев.
В този контекст публикацията на д-р Михаил Башканов и екипа му от Училището по физика, инженерство и технологии към Университета в Йорк изглежда като необходима глътка студен въздух. Вместо да продължават да копаят все по-надълбоко в търсене на хипотетичния сблъсък на единична частица с ксеноново ядро, британските физици предлагат смяна на оптиката.
Квантовата мрежа: Шест степени на съседство в субатомния свят
Идеята, изложена от екипа в Йорк, стъпва върху добре известния социологически феномен за „шестте степени на разделяне“, но пренесен в езика на квантовата теория на полето. В стандартния модел частиците не съществуват в изолация – те взаимодействат чрез обмен на бозони. Дори ако самата тъмна материя няма директен заряд и не се куплира към фотона (носителя на електромагнитното взаимодействие), това не означава, че тя е напълно изолирана от останалата част на субатомния свят.
Според теоретичния модел, развит от Башканов, тъмната материя може да взаимодейства с тежки посредници от стандартния модел – като Хигс бозона или топ-кварка. Тези частици от своя страна притежават висок капацитет за куплиране с останалите познати елементарни частици, което в крайна сметка води до генерирането на вторично, изключително слабо, но специфично излъчване. Тъй като това се случва през верига от взаимодействия (посредници), процесът създава отчетлив спектрален профил – така наречения „цветен подпис“.
Това изглежда напълно издържано от гледна точка на математическата физика, но тук възниква сериозен методически въпрос: доколко този теоретичен каскаден ефект е физически реален и доколко е просто поредната елегантна конструкция на лист хартия? Квантовата електродинамика познава подобни виртуални процеси, но тяхната вероятност за възникване (сечение на взаимодействие) обикновено е толкова нищожна, че регистрирането им граничи с невъзможното.
