Космос наполнен невидимой тёмной материей — гипотетической формой материи, которая выдаёт себя лишь гравитационным воздействием на видимые объекты. Её существование впервые заподозрил Фриц Цвикки, наблюдая аномально высокие скорости галактик в скоплениях, а подтвердила Вера Рубин, измерив кривые вращения галактик. Но до сих пор остаётся загадкой: из каких «ингредиентов» она состоит и по каким рецептам смешивается с обычным веществом.

Новая работа сравнивает тёмную материю с привередливым поваром: она может использовать только определённые частицы из Стандартной модели — например, кварки (фундаментальные составляющие протонов и нейтронов) или лептоны (семейство, включающее электроны и нейтрино). Эти предпочтения диктуются скрытыми правилами — симметриями, которые математически определяют, какие частицы можно смешивать в рамках допустимых взаимодействий. Учёные проверили два крайних рецепта: «кварковый» и «лептонный», проанализировав, как ограничения из существующих наблюдений за превращениями частиц (например, осцилляциями нейтрино) и поисков с помощью детекторов сужают круг возможных ингредиентов. Неожиданный вывод: если тёмная материя «любит» лишь лептоны, большинство современных ловушек её просто не заметят — они настроены на кварковый вкус, то есть на взаимодействия с кварками.

Теперь, зная допустимые отклонения от идеального рецепта — то есть количественные пределы, полученные из анализа, — будущие эксперименты смогут целенаправленно искать следы тёмной материи, оставшиеся после Большого взрыва. Возможно, привередливый повар скоро раскроет свой секретный ингредиент.