Физики из Техаса предложили новую гипотезу о происхождении тёмной материи.
Они считают, что она появилась во время короткой инфляционной фазы, когда Вселенная быстро расширялась экспоненциально. Статья об этом была опубликована в Physical Review Letters.
Идея заключается в том, что тёмная материя образовалась в результате взаимодействия с термальной ванной. Её обилие создавалось путём «вымораживания» или «замораживания».
В сценарии с вымораживанием тёмная материя находится в химическом равновесии с ванной в самые ранние моменты времени. В сценарии замораживания тёмная материя никогда не приходит в равновесие с ванной.
Такое взаимодействие между тёмной материей и термальной ванной может быть следствием взаимодействий в квантовых теориях поля. При этом температура термальной ванны всегда ниже массы частиц, связывающих тёмную материю со Стандартной моделью физики элементарных частиц.
Теория инфляции была разработана около 45 лет назад и предполагает период экспоненциального расширения Вселенной. После окончания инфляции Вселенная продолжила расширяться, хотя и не так быстро.
Движущая сила инфляции до сих пор неизвестна. Новая модель, WiFi — Warm Inflation via ultraviolet Freeze-In, предполагает, что тёмная материя создаётся через редкие взаимодействия с частицами в горячей среде.
Пока эта модель не может быть подтверждена наблюдениями, но ключевая часть сценария — тёплая инфляция — будет проверена в течение следующего десятилетия экспериментами с космическим микроволновым фоном. Подтверждение тёплой инфляции станет важным шагом для понимания происхождения тёмной материи в модели WiFi.
