Физики-теоретики из кластера передового опыта PRISMA + в Университете Йоханнеса Гутенберга в Майнце (Германия) работают над теорией, которая выходит за рамки Стандартной модели физики элементарных частиц и может ответить на вопросы, которые должна пройти Стандартная модель, например, в отношении иерархий масс элементарных частиц или существование темной материи. Центральный элемент теории - дополнительное измерение в пространстве-времени. До сих пор ученые сталкивались с проблемой, что предсказания их теории нельзя было проверить экспериментально. Теперь же ученые заявили, что эту проблему удалось решить. 

Еще в 1920-х годах, пытаясь объединить силы гравитации и электромагнетизма, Теодор Калуца и Оскар Кляйн размышляли о существовании дополнительного измерения.за пределами знакомых трех пространственных измерений и времени, которые в физике объединены в четырехмерное пространство-время. Если оно существует, такое новое измерение должно быть невероятно крошечным и незаметным для человеческого глаза. В конце 1990-х годов эта идея пережила выдающийся ренессанс, когда было осознано, что существование пятого измерения может разрешить некоторые из глубоких открытых вопросов физики элементарных частиц. В частности, Юваль Гроссман из Стэнфордского университета и Маттиас Нойберт, в то время профессор Корнельского университета, показали в широко цитируемой публикации, что встраивание Стандартной модели физики элементарных частиц в 5-мерное пространство-время может объяснить до сих пор таинственные закономерности, наблюдаемые в массы элементарных частиц.

Еще 20 лет спустя группа Матиаса Нойберта (с 2006 года преподавателя Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (Германия) и представителя кластера передового опыта PRISMA +) сделала еще одно неожиданное открытие: они обнаружили, что 5-мерные уравнения поля предсказывают существование новой тяжелой частицы со свойствами, аналогичными знаменитому бозону Хиггса, но гораздо более тяжелой массы - настолько тяжелой, что ее невозможно получить даже на коллайдере частиц с самой высокой энергией в мире: Большом адронном коллайдере (LHC).  

Но недавно исследователи нашли впечатляющее решение этой дилеммы. Они обнаружили, что предложенная ими частица обязательно будет служить посредником между известными элементарными частицами (наша видимая Вселенная) и загадочной темной материей (темный сектор). Даже обилие темной материи в космосе, наблюдаемое в астрофизических экспериментах, можно объяснить их теорией. Это предлагает новые захватывающие способы поиска составляющих темной материи - буквально путем обхода через дополнительное измерение - и получения подсказок о физике на очень ранней стадии истории нашей Вселенной, когда темная материя была образована. Ученые уверены, что обнаруженный ими механизм сделает темную материю доступной для предстоящих экспериментов и новая частица может быть открытой благодаря ее взаимодействию с темной материей.