Nors tamsiosios medžiagos mįslę įminti mėgina daugybė mokslininkų iš viso pasaulio, reikia pripažinti, jog tai nėra taip paprasta. Tamsioji medžiaga vis dar išlieka viena iš didžiausių mūsų Visatos paslapčių. Tikimasi, jog reikalai turėtų smarkiai pasistūmėti į priekį, kai pagaliau pradės veikti Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC), įrengtas Šveicarijoje, Ženevos pašonėje.

Vieną iš galimų eksperimento modelių, kuriuo LHC greitintuve būtų galima nustatyti tamsiąją medžiagą sudarančias daleles, pasiūlė mokslininkų trijulė: Anupamas Mazumdaras (Anupam Mazumdar) iš Lankasterio universiteto (Jungtinė Karalystė), Rouzbehas Alahverdis (Rouzbeh Allahverdi) iš Naujojo Meksiko universiteto (JAV) bei Baskaras Duta (Bhaskar Dutta) iš Teksaso A&M universiteto (JAV).

Pasiūlytasis modelis parodo, kaip plėtimasis sukuria „Visatos sandaros užuomazgas“, bei paaiškina „trūkstamosios“ medžiagos Visatoje problemą tamsiąja medžiaga. Be to, modelyje aprašomas plėtimasis išsprendžia sunkumus, kylančius dėl neutrinų masės. Mokslininkų straipsnis išspausdintas gruodžio 28 d. „Physical Review Letters“ numeryje.

„Mes žinome, jog tamsioji medžiaga privalo egzistuoti, – pasakoja A. Mazumdaras. – Mes matome jos poveikį. Tačiau su likusia Visatos dalimi ji turi sąveikauti labai silpnai. Štai kodėl dešiniosios supersimetrijos neutrinai, vadinamieji s-neutrinai, gali sudaryti tamsiąją medžiagą. Be to, dešinieji s-neutrinai nulemia gamtoje stebimų neutrinų itin menką masę“.

Turėdamas galvoje ir tą faktą, jog mūsų Visata plečiasi, mokslininkas su kolegomis pamėgino susieti plėtimąsi su tamsiąja medžiaga ir neutrinų mase. „Mes norėjome įsitikinti, ar buvo įmanoma aprašyti visus šiuos dalykus vienu modeliu, kurį būtų įmanoma patikrinti laboratorijoje“.

Kuriant modelį reikėjo atsižvelgti į tai, kad daugelyje su šia sritimi susijusių modelių infliatoninio lauko vertės yra tiesiog įvedamos „ranka“. Dalelės, lėmusios Visatos plėtimąsi, vadinamos infliatonais ir yra apibūdinamos sveikomis sukinio skaičiaus vertėmis. „Mums reikėjo išsiaiškinti, kaip infliatoną apibūdinti kaip skaliarinę dalelę, bei tiksliai atsakyti į klausimą, kas iš tikrųjų yra infliatonas“, – teigia A. Mazumdaras.

Mokslininkas toliau aiškina, jog jokia pavienė dalelė negalėtų būti infliatonu, nes tam reikalinga dalelių kombinacija. „Kai mes sujungėme s-neutriną, standartinę Higso dalelę bei supersimetrinį leptoną, ir pastebėjome, kad šie elgėsi lyg vienas infliatonas, tačiau jų masės bei tarpusavio sąveikos nebuvo parinktos taip, kad tik atitiktų norimus rezultatus. Atvirkščiai – toks parinkimas labai gerai pagrįstas bei apribotas dabartinių eksperimentų rezultatais“.

„Modelis rodo, kad plėtimąsi nulėmęs infliatonas taip pat veikia ir neutrinų mases... Ši dalelė taip pat galėtų pasižymėti tamsiosios medžiagos savybėmis, – tęsia A. Mazumdaras. – Tačiau dabar tai jau kažkas, ką galime patikrinti eksperimentais. Kai tik sužinosime supersimetrinių neutrinų savybes, jos mums padės išsiaiškinti, kas yra tamsioji medžiaga“.

„Mes visada ieškome įrodymų, kad patvirtintume stebėjimus, – pabrėžia mokslininkas. – Iki šiol „trūkstamosios“ medžiagos paieška rėmėsi tik mikrobangės kosminės spinduliuotės eksperimentais. Buvo manoma, kad infliatoną galima nustatyti tik šiuo būdu, bet dabar mes pasiūlėme paprastą modelį, kuris leis eksperimentus atlikti žemėje“.

A. Mazumdaras tikisi, jog pasiūlytąjį modelį pavyks patikrinti šių metų pabaigoje arba kitų metų pradžioje. „Tai galėtų padėti atsakyti į klausimą, kodėl neutrinai turi tokias menkas mases ir ar jie vis dėlto tinkami kandidatai sudaryti tiek tamsiąją medžiagą, tiek infliatonus“.