#余剰次元 と新 #スカラー場 の関連性

「VICE - Becky Ferreira 」様より

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原文は下に掲載。

和訳記事

Scientists Have Proposed a New Particle That Is a Portal to a 5th Dimension

科学者たちは、5次元へのポータルである新しい粒子を提案しました

宇宙の新しい理論を提案する新しい研究によると、暗黒物質やその他の基本的な謎への道は、歪んだ余分な次元を通してである可能性があります。

科学者たちは、光と闇の宇宙領域を仲介する歪んだ第5次元へのポータルとして機能することができる架空の粒子を探したいと考えています。

あなたは文がSFのあらすじであると仮定して許されるでしょうが、それは実際に科学の中で最も永続的な謎のいくつかを照らそうとする最近の研究の気が遠くなるようなアップショットです。

先月欧州物理ジャーナルCに掲載された新しい研究によると、この投機的粒子の存在は、宇宙の質量の大部分を占める未確認物質である暗黒物質の豊富さについて「自然な説明を提供し、フェルミオンとして知られている亜原子粒子に関する難治性の問題を解決する」可能性がある。

この研究は、「新しい物理学の存在」は、粒子によって横断することができる第5次元を持つ宇宙のモデルを提示することによって、これらの基本的な謎を説明することができると付け加えています。

この研究は、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツのPRISMA+優秀クラスターの理論物理学者ハビエル・カステラノとマティアス・ノイバートと、グラナダ大学の理論物理学と宇宙学科のアテネア3iフェローであるアドリアン・カルモナによって作成されました。

「我々はかなり長い間、同様のトピックに取り組んできました」と、チームは電子メールで言いました。

「私たちの最初の動機は、歪んだ余分な次元を持つ理論におけるフェルミオン質量の可能な起源を説明することでした。

「我々は、これらの構成要素の大衆が説明のために叫んでいたいくつかの特別な特徴を持っていることを知っていました」と、彼らは言いました。

研究者たちは、人間が理解できる4つの次元(3D空間と時間)が本当にすべての宇宙に提供しなければならないかどうか疑問に思う長い科学的伝統の一部です。

この研究ラインは、余分な次元が宇宙に及ぼす影響を表現する5次元のフィールド方程式と現実そのものを生み出しました。

フェルミオン質量に関連してこれらの方程式を研究している間、チームは有名なヒッグス粒子に関連するヒッグスフィールドにほぼ似ている投機粒子に関連する新しいスカラーフィールドの存在をスケッチしました。

「新しいスカラーフィールドは、余分な次元に沿って興味深い、些細な行動を持っていることがわかりました」と、チームは説明しました。

「この新しい粒子はヒッグス粒子と非常によく似た量子特性を持っているので、2つの粒子が互いに混ざり合う必要があり、量子力学的な波の機能が絡み合っていると考えるのは非常に自然でした。

「このミキシングを研究することは、この研究の本来の動機の一つでした」と、研究者は付け加えました。

彼らがこの仮説を調査するにつれて、物理学者は、重い粒子が暗黒物質とそのより身近な可視の相手をつなぐ新しい力を仲介することができるので、暗黒物質に「ユニークな窓」を提供できることを認識しました。

「この重い粒子が存在するならば、それは必ずしも我々が知っている目に見える物質を結び付け、暗黒物質が余分な次元に住む基本的なフェルミオンから構成されると仮定して、暗黒物質の構成要素と詳細に研究した」と物理学者は説明した。

「これは、通常の物質がフェルミオンで作られており、この余分な次元が存在する場合、彼らはそれに伝播する可能性が非常に高いことを知っているので、これは遠回しな考えではありません」と、彼らは指摘しました。

架空の粒子のモデルは、宇宙における暗黒物質の豊富さの実際の観察的証拠と矛盾しなかった。

経験的証拠とのこの一般的な合意は、研究の多額の数学的研究と共に、粒子が「暗黒セクターへの可能な新しいメッセンジャー」である可能性があることを示している、と研究者は述べた。

「したがって、このような新しいスカラー粒子の存在を確認することは、暗黒物質の発見の可能性に向かってエキサイティングな道を開くでしょう」と、チームが言いました。

「これは、特に暗黒物質の可能な質量範囲と私たちが今日知っている粒子との相互作用に関する非常に有用な情報を与えるでしょう。

科学者たちがこの架空の粒子とその5番目の次元に鉛を持っているので、彼らは実際にそれを探す必要があります。

ヒッグス粒子は、最終的に2012年にスイスの大型ハドロンコライダー(LHC)によって発見され、ノーベル物理学賞を受賞しました。しかし、LHCは、現在の施設で生成するには重すぎるため、新しい論文で提案された粒子を検索するために装備されていません。

この粒子は、国際線形コライダー、コンパクトリニアコライダー(CLIC)、フューチャーサーキュラーコライダーなどの新世代の提案されたコライダーで検出可能かもしれないが、研究者は「その大きな質量のために、そのような直接的な発見の見通しは、そのような機械(100 TeV)のために議論された高エネルギーでさえ非常に困難に思える」と述べた。

それでも、時空の波紋である重力波を観測するなど、粒子をより間接的に検出できると研究者は考えている。

「我々がまだ探求していなかったもう一つの可能性は、この新しい粒子が宇宙の宇宙史において重要な役割を果たす可能性があり、将来の重力波検出器で探索できる重力波を生み出す可能性がある」と研究者は付け加えた。

暗黒物質の将来の研究はまた、粒子の存在の確率を制約するのに役立つ可能性があるので、チームは彼らの5次元概念が素粒子物理学と宇宙論の進歩と共に発展すると楽観的です。

暗黒物質を理解するための意味を超えて、粒子が存在する場合、フレーバーパズルや階層の問題などの長年の科学的ジレンマに光を当てる一方で、初期の宇宙に新しい窓を開く可能性があります。

「余分な次元を安定させる上で、新しいスカラー粒子が果たす潜在的な役割を研究することができます」と、チームは言いました。「これは、宇宙の興味深い宇宙史にもつながり、重力波の生成につながる可能性もあります。

これは興味深い研究であり、今後数ヶ月で続く予定です。

「将来のハドロン衝突型衝突器でこの粒子を探査する新しい方法を見つけようとする可能性もある」と研究者たちは結論づけた。

「ご覧のとおり、考えることができるものはたくさんあります!