Νέο σενάριο: Η κοσμική αστάθεια στο πεδίο Higgs θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει τη σκοτεινή ύλη

Το Σύμπαν μας μπορεί να στέκεται στο χείλος της καταστροφής, όπως υποστηρίζει η θεωρία ότι το πεδίο Higgs είναι μια μετασταθερή κατάσταση. Αν το πεδίο αυτό διοχετευθεί στην «αληθινή» του ελάχιστη ενεργειακή κατάσταση, η απελευθέρωση της ενέργειας θα είναι κατακλυσμιαία. Ο κίνδυνος μπορεί να είναι υπερβολικός, καθώς άλλοι φυσικοί μηχανισμοί θα μπορούσαν να έχουν κρατήσει το Σύμπαν σταθερό καθ’ όλη τη διάρκεια της ιστορίας του. Ωστόσο, η αστάθεια του Higgs θα μπορούσε να έχει μια κύρια κοσμολογική επίπτωση ως η πηγή της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με αυτό το νέο σενάριο, η σκοτεινή ύλη συνίσταται από ένα μεγάλο πληθυσμό μελανών οπών που διαμορφώθηκαν από τις διακυμάνσεις στο ασταθές πεδίο Higgs στην αυγή του Σύμπαντος. Αυτές ο αποκαλούμενες αρχέγονες μαύρες τρύπες έχουν προταθεί προηγουμένως, όμως αυτή είναι η πρώτη υπόθεση που δεν απαιτεί φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο (standard model).

Οι φυσικοί έχουν από καιρό αντιληφθεί ότι το Σύμπαν μπορεί να εδράζεται σε ένα «ψευδές κενό». Αυτή η ιδέα πρόσφατα απέκτησε νέα σπουδαιότητα, καθώς υπολογισμοί που βασίζονται στη μετρηθείσα μάζα του Higgs, έχουν δείξει ότι για το πεδίο Higgs μπορεί να υπάρχει μια ελάχιστη ενεργειακή κατάσταση. Αναλύοντας τις επιπτώσεις της αστάθειας του Higgs, ο José Espinosa, από το Καταλανικό Ινστιτούτο Έρευνας και Προηγμένων Μελετών (ICREA) στην Ισπανία και οι David Racco και Antonio Riotto από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης και οι δύο, έχουν βρει ότι αυτός ο απειλητικός μηχανισμός θα μπορούσε – αντίθετα στη διαίσθηση – να είναι οργανικός στη δημιουργία της σκοτεινής ύλης που καθιστά δυνατή την ύπαρξη γαλαξιών και άλλων εξυπηρετικών για τη ζωή δομών. Στους υπολογισμούς τους, τα μέλη της ομάδας εξερεύνησαν διακυμάνσεις στο πεδίο Higgs κατά τη διάρκεια μιας πρώιμης φάσης επέκτασης του Σύμπαντος, αποκαλούμενη πληθωρισμός. Υπό ορισμένες παραδοχές, οι διακυμάνσεις αυτές έγιναν σπόροι για μικροσκοπικές μαύρες τρύπες με μάζες περίπου 10^15 kg, που θα μπορούσαν να έχουν πυκνότητα σύμφωνη με τις κοσμολογικές προβλέψεις της σκοτεινής ύλης.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter. Physical Review Letters.