探索暗物质的新途径：从想象中的第五维度出发
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科学家们认为，理论中的第五维度，有望为暗物质探索任务提供新路径。
德国古腾堡大学PRISMA+精英集群的理论物理学家们正在对一种新理论展开研究。新理论超越了粒子物理学标准模型，能够回答基本粒子质量和暗物质存在性等问题。理论的中心元素是时空中的一个额外维度。此前，科学家们一直无法用实验验证自己的理论预测。现在，他们已经攻克了这个难题，并将研究成果发布于《欧洲物理杂志C辑》杂志中。
早在20世纪20年代，为了统一重力和电磁力，Theodor Kaluza和Oskar Klein就预测了“第五维度”的存在。这个维度独立于我们熟知的三维空间维度和时间维度（共同组成了四维时空）。到20世纪90年代末，“第五维度”观点出现了一次复兴。
【探索暗物质的新途径：从想象中的第五维度出发】科学家们发现，第五维度可以用于解决部分深奥的粒子物理学问题。斯坦福大学研究人员Yuval Grossman和康奈尔大学教授Matthias Neubert指出，将粒子物理的标准模型嵌入五维时空中，可以解释科学家们在基本粒子中发现的神秘模式。
20年后，Neubert团队有了另一个意外的发现：五维场方程预测存在一种新型重粒子。这种粒子与著名的希格斯玻色子有类似的属性，但质量更重。事实上，即便是地球上最强大的高能粒子对撞机，也无法制造出这样的重粒子。
研究人员Javier Castellano Ruiz说：“这简直是一场噩梦！我们为自己的理论预测了一种新粒子而兴奋不已。然而，我们似乎又无法在任何可预见的实验中证实这个预测。”
在论文中，研究人员提出，他们预测的粒子必然会在已知基本粒子和暗物质之间，介导一种新力量。因此，即便是宇宙中的暗物质丰度，都可以用他们的理论加以解释。这为搜寻暗物质的组成成分提供了令人振奋的新思路——我们可以绕道至第五维度，获取宇宙早期、暗物质产生伊始的物理学线索。
Neubert说：“经过数年的探索，我们坚信发现的机制能让暗物质融入未来的实验之中——普通物质和暗物质间由新粒子介导的相互作用特征，在我们的理论之中可以精确计算。最终，我们希望能率先通过它与暗物质区的相互作用发现这种重粒子。”
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