Laut Physikern der University of Sheffield und der Indiana University legt eine neue Theorie nahe, dass dunkle Materie mit einer verborgenen fünften Dimension verbunden sein könnte. Die Studie wurde am 8. Juli veröffentlicht in der Zeitschrift Physical Review D.
Die Forscher vermuten, dass dunkle Materie in einer verborgenen zusätzlichen Dimension neben einem hypothetischen Teilchen existiert, das als dunkles Photon bekannt ist. Sie beschreiben ein Phänomen namens „Dunkle-Materie-Resonanz“, bei dem die Geometrie dieser zusätzlichen Dimension die Massen dieser Teilchen ausrichtet, ähnlich wie ein Musikinstrument mit der richtigen Frequenz vibriert.
Die Gruppe behauptet, dass ihr Modell nicht die Feinabstimmung der Teilchenmassen erfordert, die in früheren Theorien üblich war. Sie behaupten, dass die Resonanz auf natürliche Weise aus der mathematischen Struktur der zusätzlichen Dimension entsteht, die die Wechselwirkungen der Dunklen Materie in bestimmten kosmischen Epochen wie dem frühen Universum verstärken könnte, während sie dennoch für ihre scheinbare Trägheit in der Gegenwart verantwortlich ist.
Dr. Yu-Dai Tsai, der leitende Forscher, erklärte: „Viele frühere Modelle der resonanten Dunklen Materie haben die Resonanz als Annahme betrachtet. Diese Arbeit liefert einen möglichen tieferen Ursprung dafür: Die Resonanz könnte direkt aus der Geometrie verborgener Dimensionen stammen.“
Diese Theorie zielt darauf ab, zwei seit langem bestehende Rätsel der Physik zu verbinden: die Natur der Dunklen Materie und die mögliche Existenz zusätzlicher räumlicher Dimensionen. Tsai bemerkte: „Unsere Forschung gibt Physikern klare neue Ziele bei der Suche nach Dunkler Materie und verbindet gleichzeitig zwei der größten Ideen der Grundlagenphysik.“
Die Studie baut auf früheren Erkenntnissen zu Massenresonanzstrukturen auf, die erstmals Anfang 2025 als Vorabdruck veröffentlicht wurden. Die University of Sheffield gilt als Zentrum für die Erforschung dunkler Materie. Frühere in Nature Astronomy veröffentlichte Arbeiten weisen auf mögliche Wechselwirkungen zwischen dunkler Materie und Neutrinos hin.
