Neutrino składnikiem ciemnej materii?

Pisałem już w kilku wpisach o tajemniczej ciemnej materii we Wszechświecie. Naukowcy opracowują eksperymenty i modele, aby stwierdzić, co mogłoby tworzyć tę ciemną materię. Niektóre eksperymenty mogą zostać przeprowadzone przy użyciu LHC, czyli akceleratora cząstek budowanego w CERN w Szwajcarii, o którym również wspominałem we wpisie I ty możesz zostać fizykiem cząstek.

Jednym z modeli, które mogą zostać sprawdzone w LHC jest model stworzony przez Anupama Mazumdara z Lancaster University w Wielkiej Brytanii i jego kolegów.

Ich model zakłada, że ciemną materię tworzą prawoskrętne supersymetryczne neutrina (sneutrina). Wyjaśnia on również obserwowaną masę neutrina. Stworzyli oni model, który łączy ciemną materią i masę neutrina z inflacją Wszechświata. Częścią ich modelu jest znalezienie kombinacji cząstek, które zachowywałyby się, jak inflaton. Połączenie sneutrina, standardowej cząstki Higgsa i supersymetrycznego leptonu zachowuje się, jak inflaton.

Model wskazuje, że inflaton, który jest odpowiedzialny za inflację, jest również odpowiedzialny za masę neutrina. Taka cząstka mogłaby być również składnikiem ciemnej materii. Sprawdzenie jej istnienia jest możliwe eksperymentalnie i jeśli zostaną odkryte właściwości supersymetrycznego neutrino, to pomogą one zidentyfikować ciemną materię.

Model Mazumdara i jego współpracowników być może zostanie przetestowany w LHC już pod koniec tego roku. Uzyskamy wtedy odpowiedź, dlaczego neutrina mają tak małą masę i czy mogłyby tworzyć ciemną materię oraz inflatony.

Oryginalny artykuł: Unifying inflation and dark matter with neutrino masses, Rouzbeh Allahverdi, Bhaskar Dutta i Anupam Mazumdar

Zdjęcie: Symulacja rozpadu cząstki Higgsa po kolizji dwóch protonów. (CMS Media/Photos)