Podzemní observatoř JUNO. Kredit: JUNO Collaboration.

Pokud jde o temnou hmotu, jednoduché nápady už nejspíš dávno došly. Není divu, že se objevují i velmi exotické věci. Fyzici oprašují polozapomenuté teorie, různě je modifikují a z nich pak vylétají podivní kandidáti na temnou hmotu, kteří udivují publikum.

Adrianna Kruk. Kredit: A. Kruk.

Badatelé už před několika lety navázali na N=8 supergravitaci – se kterou kdysi laškoval Stephen Hawking, ale pak ustoupila strunové teorii – a modifikovali ji. V důsledku toho se mimo jiné objevili hodně exotičtí kandidáti na temnou hmotu, supertěžká a elektricky nabitá gravitina. Stručně řečeno, gravitina v teoriích supergravitace jsou hypotetické supersymetrické protějšky, rovněž doposud hypotetických gravitonů, částic zprostředkujících gravitační interakci.

Hmotnost takových gravitin by se měla blížit Planckově hmotnosti. Adrianna Kruková z Uniwersytet Warszawski a její kolegové nedávno zjistili, že pokud zmíněná gravitina existují a představují temnou hmotu, měly by je objevit nové podzemní detektory.

Ve hře je především detektor JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory), což je čínská podzemní neutrinová observatoř ve tvaru koule o průměru asi 40 metrů, se 20 tisíci tunami organického kapalného scintilátoru, která sbírá data od letošního 26. srpna (2025). Kruková a spol. jsou přesvědčeni, že observatoř JUNO je velice vhodná pro detekci masivních a elektricky nabitých gravitin.

Logo. Kredit: Uniwersytet Warszawski.

Nedávná želízka v ohni pátrání po temné hmotě, jako třeba WIMPy nebo axiony, jsou elektricky neutrální. Stále více se ale ukazuje, že je to spíše slepá ulička. Supertěžká a elektricky nabitá gravitina představují zajímavou alternativu. Měla by být supervzácná, což je výhoda a komplikace zároveň. Vědci odhadují, že by ve Sluneční soustavě mohlo být jedno takové gravitino na 10 tisíc kilometrů krychlových.

Pro dosavadní experimenty je to problém, ale JUNO má prý slušnou šanci. V budoucnu by měl být slibný třeba americký experiment DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) poblíž Fermilabu. Simulace vypadají velmi slibně, signál by měl být jasný a jednoznačný. Detekce supertěžkých gravitin by byla zásadním průlomem v celé fyzice. Nechme se překvapit!

Video: xploring a $100m Underground Neutrino Detector | Science's Greatest Mysteries | BBC Earth Science

Literatura

Uniwersytet Warszawski 19. 9. 2025.

Physical Review Research 7: 033145.