Физики-теоретики из Калифорнийского университета (США) выдвинули новую альтернативную теорию темной материи и способы её обнаружения. Ученые с большей долей уверенности заявляют, что им наконец то удалось понять, из чего же состоит загадочная темная материя.

Исследователи поставили под сомнение тот факт, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц, или вимпов. Ученые-теоретики представили новую гипотезу – переработку идеи «темного электромагнетизма», сообщает издание Phys.org. В научном сообществе принято считать, что темная материя занимает около 25% массы Вселенной. Однако ее присутствие нельзя проследить напрямую, на ее существование указывает косвенный фактор – гравитация.

Согласно выдвинутой физиками теории, приблизиться к разгадке помогут не вимпы, а темные фотоны и темные магнитные монополи. Альтернативой вимпам может быть некая форма темного электромагнетизма, включающая «темные фотоны» и другие частицы.  Темные фотоны должны, в таком случае, обладать слабой связью с обычными частицами света. Ученые подчеркивают, что пора перейти к новой стадии изучения вопроса, поскольку вимпы, сколько бы их ни искали, обнаружить так и не удалось.

Физики-теоретики Джон Тернинг и Кристофер Верхаарен развили эту идею, введя темный магнитный «монополь», который взаимодействует с темным фотоном. В макроскопическом мире магниты всего обладают двумя полюсами. Монополь — это частица, которая действует как один конец магнита. Их существование предсказано квантовой теорией, но никогда не наблюдалось экспериментально. Ученые полагают, что темные монополи взаимодействуют с темными фотонами и темными электронами так же, как электроны и фотоны — с монополями.

Таким образом, вытекает новый способ обнаружения темной материи. Согласно предсказанию Поля Дирака, круговое движения электрона вблизи монополя приведет к изменению фазы в его волновой функции. Поскольку электроны в квантовой теории существуют и как частицы, и как волны, электрон может пройти с любой стороны монополя, и в результате окажется слегка сдвинут по фазе с другой стороны.

Это явление, известное как эффект Ааронова — Бома, означает, что электрон, проходящий около магнитного поля, подвергается воздействию с его стороны, даже если не проходит через само поле. По гипотезе Тернинга и Верхаарена, обнаружить темный монополь можно, наблюдая сдвиг фазы электрона.