Els físics nord-americans han demostrat teòricament la possibilitat de l'existència d'un tipus especial de forces que expliquin la propietat de la matèria fosca d'escapar de l'observació. Per descriure-les, els autors van aplicar un enfocament matemàtic basat en el principi de dimensions addicionals. Els resultats de la investigació es publiquen al Journal of High Energy Physics.
Els científics calculen que la matèria fosca representa aproximadament el 85% de l’univers material. Però, a diferència de la matèria normal, la matèria fosca no es pot detectar ni es poden perdre les seves propietats, ja que no absorbeix, no reflecteix ni emet llum.
Els físics de la Universitat de Califòrnia a Riverside han suggerit que hi ha una dimensió addicional en l'espai-temps, en la qual s'ha de buscar la matèria fosca. Aquesta hipòtesi és una variant de la teoria de la matèria fosca auto-interactuant (SIDM - Self-interacting matière fosca): segons ella, les partícules pràcticament invisibles interactuen entre elles mitjançant una força fosca desconeguda, com a resultat de la qual deixen de comportar-se com partícules i es tornen completament invisibles.
"Vivim en un oceà de matèria fosca, però sabem molt poc sobre què pot ser. Sabem que existeix, però no sabem com buscar-lo i no podem explicar per què no el vam trobar allà on "Durant l'última dècada, els físics han entès que les interaccions de la matèria fosca poden ser controlades per forces fosques ocultes. Poden reescriure completament les regles de com s'ha de buscar la matèria fosca".
Els autors van demostrar que l'acció de les forces fosques, a causa de la qual les partícules s'atrauen o repel·leixen mútuament, es pot descriure mitjançant la teoria matemàtica de les dimensions addicionals.
"L'univers observable té tres dimensions. Especulem que hi pot haver una quarta dimensió, que només les forces fosques" coneixen ". Una dimensió addicional pot explicar per què la matèria fosca està tan ben amagada dels nostres intents d'estudiar-la al laboratori", diu. el científic.
Els investigadors assenyalen que, si bé les dimensions addicionals poden semblar una idea exòtica, en realitat és un truc matemàtic ben conegut per descriure camps mecànics quàntics tridimensionals que no contenen partícules ordinàries. En matemàtiques, s’anomena principi hologràfic. Es creu que no és adequat per descriure sistemes naturals.
Les forces ordinàries es descriuen per un tipus de partícula amb una massa fixa. La característica clau de la teoria proposada pels autors és que les partícules de matèria fosca es descriuen com un continu: un nombre infinit amb diferents masses.
Segons els autors, els models anteriors de matèria fosca es basaven en teories que imiten el comportament de les partícules visibles. Però al món real no hi ha anàlegs de forces fosques i la matèria real pot no interactuar amb elles.
Els investigadors anomenen el seu model una versió "contínua" de la teoria de la matèria fosca que interactua amb si mateixa. A diferència de la versió clàssica, descriu les interaccions de partícules no idèntiques, sinó del seu continu.
"El nostre model va més enllà i simplifica l'explicació de l'origen còsmic de la matèria fosca que el model de la matèria fosca que interactua amb si mateixa. Aquesta és una imatge més realista de la força fosca", va concloure Tanedo.
