В карликовой галактике Лев II физики установили нижнюю границу массы частицы темной материи, оценив ее в 2,2×10^-21 эВ. К такому выводу ученые пришли, изучив перемещение звезд в галактике-спутнике Млечного Пути, полагая, что темная материя представлена одним видом бозонов.
Несмотря на продолжительные поиски, темная материя до сих пор не найдена напрямую, как и ее гипотетическое взаимодействие с темными фотонами. Ученые ранее использовали концепцию, основанную на сравнении длины волны де Бройля и вириального радиуса галактики, чтобы оценить нижний предел массы частиц темной материи. Анализ карликовых галактик давал оценку в районе 10^-22 электронвольт, определяя лишь приблизительный порядок величины.
Тим Циммерман и его коллеги из разных стран применили новый подход, используя данные о движении звезд в карликовой галактике Лев II для реконструкции волновых функций и профилей плотности темной материи. В их методе ключевую роль сыграл принцип неопределенности Гейзенберга. Они исходили из предположения, что произведение массы частицы темной материи, дисперсии ее скорости и размера области, в которой она локализована, должно превышать определенное значение, связанное с постоянной Планка. На основе анализа скоростей и радиусов звезд, ученые вычислили волновые функции для тысяч точек, сравнивая их с распределением звезд. Варьируя массу бозона, они добивались статистического соответствия обоих распределений, получив оценку минимальной массы частицы темной материи в 2,2×10^-21 электронвольт (с 95% доверительным интервалом).
Исследователи подчеркивают универсальность своей оценки, основанной исключительно на фундаментальных физических принципах и свободной от космологических допущений или сложных моделей, описывающих динамику темной материи. Если окажется, что частицы темной материи являются фермионами, то, согласно принципу Паули, их минимальная масса составит приблизительно 120 электронвольт, информирует журнал Physical Review Letters.
Ранее искусственный интеллект сформировал неутешительный прогноз относительно пикового значения глобального потепления, которое ожидает Землю. По словам исследователей, существует высокая вероятность, что данный максимум будет достигнут уже в текущем столетии.
