Возможно, тёмная энергия принадлежит симетронному полю

Астрофизики высказали предположение, что, возможно, тёмная энергия – это особого рода материя, представляющая собой некое симетронное поле. И это поле играет роль пятого взаимодействия (пятой фундаментальной силы).

Это поле, так же как и гравитационное поле, широко распространено во Вселенной, является по дальности распространения таким же дальнодействующим и также способствует взаимодействию между массивными телами и группами тел. Но, в отличие от гравитации, оно, скорее всего, и ответственно за ускоряющееся расширение Вселенной. В областях высоких плотностей оно обладает симметрией; напротив, в областях низких плотностей, приближающихся к состоянию вакуума, симметрия нарушается.

Однако нужно отметить, что теория симметронного поля и его квантов (симметронов) на данный момент находится на стадии гипотезы и прямых доказательств о его существовании до сих пор не было найдено.

Тем не менее, в новое своё исследование Амол Упадхи, физик Аргоннской национальной лаборатории, CША, включил расчёты, которые говорят о наличии симетронного режима, близкого к гипотетической тёмной энергии, может проявить себя даже в субмиллиметровых масштабах.

Исследователь предлагает провести исследования гравитации на таких малых масштабах, чтобы выяснить, какая доля сил принадлежит гравитационному полю, а какая может относиться к гипотетическому полю – симметронному. Конечно, помехами будут служить более сильные поля, например, электромагнитные, однако их влияние можно минимизировать.

Если симметронное поле соответствует тёмной энергии, то тёмная энергия, описываемая постоянной (либо изменяющейся со временем) плотностью энергии в вакууме может себя проявить через потенциал, имеющий небольшие положительные значения. Если такое значение выявится, то уравнение общей теории относительности предсказывает о расширении Вселенной со скоростью, увеличивающейся постоянно.

Теоретически симметронное поле является посредником пятого взаимодействия (а если считать хиггсовское поле с его квантами – бозонами Хиггса, то – шестого), которая наибольшим образом проявляет себя в состояниях, близких вакуумному, когда симметрия нарушается. Такие области Вселенной как раз и находятся между галактиками и группами галактик. Там и проявляется его сила растяжения Вселенной.

В обычных же условиях это взаимодействие чрезвычайно слабо, не сильнее гравитационного, а может и слабее. Значит, и зафиксировать его крайне трудно. По расчётам Амола Упадхи, его энергия взаимодействия с веществом равна 1 тераэлектронвольт, масса симетрона же равна 3—10 электронвольт. Поэтому проверить наличие поля можно при помощи эксперимента Этвёша (test of Eötvös).

В рамках этого опыта симметронное поле должно себя проявить, вращая один из дисков так, чтобы он мог взаимодействовать с другим диском. В данном эксперименте используют два металлических диска с одинаковым числом отверстий в них, пояснил Амола Упадхи. Первый диск (сверху) подвешивается на проволоке и может свободно вращаться, а второй, снизу, вращается с постоянной заданной частотой оборотов. Симметронное поле должно вызывать вращение подвешенного диска, при этом такое, что отверстия его должны совпасть с отверстиями нижнего диска.

Ещё в 2012 году, в декабре, Амол Упадхи посетил команду учёных, занимающуюся экспериментом Этвёша, которая весьма заинтересовалась теорией. Группа провела в экспериментальных устройствах необходимые модификации, чтобы облегчить поиск симметронного поля. И вот теперь поиск следов этого поля начался.

Исследование детально описано в одном из научных журналов, Physical Review Letters.