科学家们提出了一个新的粒子，它是通往第五维度的门户

科学家们希望寻找一种假想的粒子，该粒子可以充当扭曲的第五维度的门户，该维度可以调解明暗宇宙的领域。

假设该句子是科幻小说的提要，这是可以原谅的，但实际上，这是最近一项研究的令人难以置信的结果，旨在阐明科学中一些最持久的谜团。

根据这项新的研究，这种投机性粒子的存在可以为大量的暗物质“提供自然解释”，暗物质是占宇宙大部分质量的未知物质，并可以解决有关称为费米子的亚原子粒子的棘手问题。发表在上个月的《欧洲物理杂志C》上。

这项研究补充说，“新物理学的存在”可以通过展示一个可以被粒子穿越的第五维的宇宙模型来解释这些基本的奥秘。

这项研究由约翰内斯·古腾堡大学美因兹分校的PRISMA +卓越集群的理论物理学家Javier Castellano和Matthias Neubert以及理论物理学系和格拉纳达大学宇宙的Athenea3i研究员AdriánCarmona共同撰写。

该团队在一封电子邮件中说：“我们一直在研究类似的话题已有一段时间了。”

“我们最初的动机是用扭曲的尺寸来解释费米子质量的可能起源。”

他们说：“我们知道，这些选民的群众都有一些特殊之处，他们大声疾呼以求解释。”

研究人员是长期科学传统的一部分，该科学传统质疑人类是否可以理解的四个维度（3D空间和时间）是否真的是宇宙所必须提供的全部。这一系列研究产生了5维场方程，表达了额外维对宇宙和现实本身的影响。

在研究与费米子质量有关的这些方程式时，研究小组勾画了与投机粒子有关的新标量场的存在，该标量场与与著名希格斯玻色子粒子有关的希格斯场大致相似。

该团队解释说：“我们发现新的标量场在额外维度上具有有趣的，不平凡的行为，” “由于这种新粒子的量子性质与希格斯玻色子非常相似，因此很自然地假设两个粒子应该相互混合，这意味着它们的量子力学波函数是交织在一起的。”

研究人员补充说：“研究这种混合是这项工作的原始动机之一。”

当他们研究这个假设时，物理学家意识到重粒子可以为暗物质提供“独特的窗口”，因为它能够介导将暗物质与其更熟悉的可见对等体连接起来的新力，其形式为星或星，行星，以及我们用传统的基于光的天文学所能检测到的所有其他东西。

“如果存在这种重粒子，那么假设暗物质是由基本费米子构成的，则该暗物质必定会把我们知道的和我们已经详细研究过的可见物质与暗物质的成分联系起来，而费米子存在于其中，物理学家解释道。

他们指出：“这不是一个牵强的想法，因为我们知道普通物质是由费米子构成的，如果存在这个额外的维数，它们很可能会传播到费米子中。”

假设粒子的模型与宇宙中暗物质丰度的真实观测证据没有冲突。研究人员说，这种与经验证据的普遍共识以及这项研究中大量的数学工作表明，该粒子可能是“黑暗领域的一种可能的新信使”。

研究小组说：“因此，确认存在这种新的标量粒子将为寻找暗物质开辟一条令人兴奋的道路。” “这将为我们提供有关暗物质可能的质量范围及其与当今已知粒子的相互作用的非常有用的信息。”

现在，科学家在这个假设粒子及其第5维上处于领先地位，他们必须真正寻找它。希格斯玻色子最终于2012年在瑞士被大型强子对撞机（LHC）发现，这一成就获得了诺贝尔物理学奖。但是，大型强子对撞机将无法搜索新论文中提出的粒子，因为它太重了，无法在任何现有设施中生成。

尽管对于新一代拟议的对撞机（如国际线性对撞机，紧凑型线性对撞机（CLIC）和未来圆形对撞机）可能可以检测到该粒子，但研究人员表示：“由于其巨大的质量，这种技术的前景十分广阔。即使在讨论的高能量（100 TeV）的情况下，直接发现也似乎非常具有挑战性。”

即便如此，研究人员认为，可以更间接地检测到该粒子，例如通过观察引力波（即时空的波动）。

研究人员补充说：“我们尚未探索的另一种可能性是，这种新粒子可能在宇宙的宇宙历史中起重要作用，并可能产生引力波，可以用未来的引力波探测器进行搜索。” 。

未来对暗物质的研究也可能有助于限制粒子存在的几率，因此研究小组对他们的5维概念将随着粒子物理学和宇宙学的发展而感到乐观。除了对理解暗物质有影响外，如果存在，该粒子还可以阐明长期存在的科学难题，例如风味难题或层次结构问题，同时也为早期宇宙打开了新的窗口。

研究小组说：“人们可以研究新标量粒子在稳定额外维度方面的潜在作用。” “这最终可能会导致一个有趣的宇宙宇宙历史，并可能导致引力波的产生。”这是一条有趣的研究领域，我们计划在接下来的几个月中继续进行。”

研究人员总结说：“人们还可以尝试在未来的强子对撞机上探索探测这种粒子的新方法。” “如您所见，人们确实可以想到很多事情！”

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