塔内多及其合作者正是在尝试这样做 ， 并在6月1日发表在《高能物理学报》上的论文中阐述了他们的研究 。 他们的新模型极大地拓展了相互作用暗物质的可能模型 ， 使未知的力得以发挥作用 。
“过去两年我的研究计划的目标是扩展暗物质与暗力量‘对话’的概念 ， ”塔内多在声明中说 ， “在过去10年里 ， 物理学家逐渐意识到 ， 除了暗物质之外 ， 隐藏的暗力量可能支配着暗物质的相互作用 。 这可能会彻底改写人们该如何寻找暗物质的规则 。 ”
塔内多对暗物质的研究方式有两个令人惊讶的特征 。 第一 ， 该模型不是将暗物质粒子连接在一起的单一力量 ， 而是包含无线频谱内的所有协同工作的新力量 。 第二 ， 该模型需要宇宙的一个额外维度 ， 因此需要一个四维空间 。
孕育全新理论
在构建暗物质粒子如何相互作用的理论时 ， 无限频谱的力量（每种力量都以一个质量不同的新粒子为代表）就带来了很大的灵活性 。 虽然在通常的物理学中没有类似的理论 ， 但天体物理学家已经知道 ， 暗物质未必遵循通常的规则 。
在解释已知物理学的理论中 ， 当两个粒子相互作用时 ， 它们是通过交换一种携带作用力的粒子来实现的 。 例如 ， 两个电子通过交换光子——电磁力的载体——实现相互反弹 。 但这种新模式取代了有连续统一体（也就是频谱）互动的单一互动 ， 所有这些互动协同实现了单一互动 。
“我的研究计划针对的是我们对粒子物理学作出的假设之一：更多粒子的交流很好地描述了粒子的相互作用 ， ”塔内多在声明中说 ， “虽然对普通物质来说的确如此 ， 但没有理由认为暗物质也是如此 。 它们的相互作用可以通过交换粒子的连续体来描述 ， 而不仅仅是交换一种力的粒子 。 ”
至于增加一个额外的维度 ， 塔内多的团队借鉴了其他高能粒子物理学理论中的一个技巧 。 通过一个了不起但尚未得到充分证实的概念 ， 在我们正常的三维空间中极难解决的一些物理问题在延伸到四维空间时就会变得更容易解决 。
通过运用这种数学技巧 ， 塔内多和他的合作者得以解释出暗物质之间的力量是如何相互作用的 。 然后 ， 他们可以将研究结果转化到三维空间 ， 并对这些力量在真实宇宙中的运作方式作出预测 。 他们发现 ， 这些力量的行为方式与我们习以为常的自然力量大相径庭 。
对暗物质粒子之间的自我相互作用的这种修改使研究人员能够建立起匹配小型星系观测结果的模拟结果 ， 从而使它们具有“核心”式的暗物质描述 ， 而不是传统暗物质模型中的“尖点”描述 。 这些结果与其他有可能产生“尖点”中心的自我相互作用暗物质模型类似 ， 但这一理论来自一个可能产生其他观测结果的全新理论方向 。
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