Een nieuwe theorie suggereert dat donkere materie mogelijk verband houdt met een verborgen vijfde dimensie, aldus natuurkundigen van de Universiteit van Sheffield en de Universiteit van Indiana. Het onderzoek werd op 8 juli gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review D.
De onderzoekers stellen voor dat donkere materie bestaat in een verborgen extra dimensie naast een hypothetisch deeltje dat bekend staat als een donker foton. Ze beschrijven een fenomeen dat ‘resonantie van donkere materie’ wordt genoemd, waarbij de geometrie van deze extra dimensie de massa’s van deze deeltjes op één lijn brengt, vergelijkbaar met hoe een muziekinstrument op de juiste frequentie trilt.
De groep beweert dat hun model niet de fijnafstemming van deeltjesmassa’s vereist die we in eerdere theorieën zagen. Ze beweren dat de resonantie op natuurlijke wijze voortkomt uit de wiskundige structuur van de extra dimensie, die de interacties tussen donkere materie tijdens bepaalde kosmische tijdperken, zoals het vroege universum, kan versterken, terwijl de schijnbare inertie ervan in het heden nog steeds wordt verklaard.
Dr. Yu-Dai Tsai, de hoofdonderzoeker, verklaarde: “Veel eerdere resonante modellen voor donkere materie hebben de resonantie als een aanname behandeld. Dit werk geeft er een mogelijk diepere oorsprong voor: de resonantie kan rechtstreeks voortkomen uit de geometrie van verborgen dimensies.”
Deze theorie heeft tot doel twee al lang bestaande puzzels in de natuurkunde met elkaar te verbinden: de aard van donkere materie en het potentiële bestaan van extra ruimtelijke dimensies. Tsai merkte op: “Ons onderzoek geeft natuurkundigen duidelijke nieuwe doelen in de zoektocht naar donkere materie, terwijl ze twee van de grootste ideeën in de fundamentele natuurkunde met elkaar verbinden.”
De studie bouwt voort op eerdere bevindingen met betrekking tot massaresonantiestructuren, die begin 2025 voor het eerst als voordruk werden gepubliceerd. De Universiteit van Sheffield wordt erkend als een centrum voor onderzoek naar donkere materie, waarbij eerder werk gepubliceerd in Nature Astronomy potentiële interacties tussen donkere materie en neutrino’s aangeeft.
