暗物质或藏身于“隐匿域”中 | Phys. Rev. Lett 论文推荐
翻译 访冬
审校 寒冬
叠加引力透镜（紫色）后的Abell 1689星系团图像。透镜的质量部分来自于可见物质，部分来自于暗物质。
目前，大质量弱相互作用粒子（WIMP）是最有可能的暗物质候选者之一，虽然这种假设的粒子还没有被直接探测到。现在，来自英国、意大利和美国的几位物理学家在一项新的研究中提出，暗物质并不是 WIMP，也不是目前所知或理论中的任何一种粒子。
这些物理学家认为暗物质由“隐匿域”（hidden sector）中的某种粒子组成。他们在近期的《PhysicalReview Letters》（物理评论通讯）上发表了这一研究。
隐匿域存在于“可见区域”之外,却环绕着整个可见世界。隐匿域中的粒子并不像可见世界中的粒子那样参与强力和电弱力，这使得他们与可见域的相互作用大为减少，隐匿域因此得名。所以隐匿域的粒子可能就在我们周围——只是我们无法检测到他们的存在。
在新假说中，暗物质由隐匿域中的粒子组成，他们通过接口与可见域进行交流，以这种方式产生科学家早已观测到的的引力效应。
这种理论可能听起来很牵强，但隐匿域和它与可见域之间的接口早已经是弦理论和膜理论的组成部分。这两种理论试图在最基本的层面上重塑“物理大厦”。
质疑的声音主要来自对稳定性问题的思考。通常来说，较重的粒子会衰变成较轻的粒子。因而较轻的粒子会更为稳定，也更有可能是暗物质。WIMP 是最轻的超对称粒子，并直到现在都被认为是稳定的，这正是 WIMP 得到长久支持的原因。
然而，由于预计有约100个隐藏区域存在，但只有一个可见区域，科学家在新研究中认为，一些隐匿域很可能含有比 WIMP 还要轻的粒子。
研究人员从理论上证明，WIMP 可以衰变成一个或数个较轻的隐匿域粒子，次级粒子还能进一步衰变。因此，可见域中的最轻超对称粒子并不够稳定成为暗物质。相反，根据这一理论，一些当前未知的隐匿域粒子更可能是暗物质。
文章来源：http://phys.org/news/2016-11-dark-hidden-sector.html
论文信息
【题目】Lightest Visible-Sector Supersymmetric Particle isLikely to be Unstable
【作者】Bobby S. Acharya, Sebastian A. R. Ellis, Gordon L.Kane, Brent D. Nelson, and Malcolm J. Perry
【期刊】Phys. Rev. Lett
【日期】2016.10.28
【DOI】10.1103/PhysRevLett.117.181802
【论文摘要】We argue, based on typical properties of knownsolutions of string or M theory, that the lightest supersymmetric particle ofthe visible sector is likely to be unstable. In other words, dark matter isprobably not a particle with standard model quantum numbers, such as a weaklyinteracting massive particle. The argument is simple and based on the typicaloccurrence of (a) hidden sectors, (b) interactions between the standard model(visible) sector and these hidden sectors, and (c) the lack of an argumentagainst massive neutral hidden sector particles being lighter than the lightestvisible supersymmetric particle. These conclusions do not rely on argumentssuch as R -parity violation.
论文链接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.181802
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