Новости дня

11 марта 2020, 14:55

Ученые раскрыли тайну происхождения материи во Вселенной

Фото: ESA/Hubble & NASA

Американские ученые доказали, что преобладание материи над антивеществом можно объяснить процессом образования гипотетических частиц аксионов.

Результаты исследования размещены на сайте препринтов arXiv.org.

Стандартная модель физики элементарных частиц объясняет три фундаментальные силы во Вселенной: электромагнетизм; слабое взаимодействие, удерживающее вместе протоны и нейтроны в ядрах атомов; и сильное взаимодействие, вызывающее разрушение нейтронов. Но она не объясняет существование темной материи и так называемое нарушение СР-симметрии сильного взаимодействия по зарядовому сопряжению C между частицами и античастицами и по симметрии четности P. Для объяснения нарушения СР-симметрии в 1977 году в квантовую хромодинамику – область физики, занимающуюся сильным взаимодействием – было введено понятие аксиона, передает РИА «Новости».

Аксион – это гипотетическая частица, которая в миллиард раз легче протона и редко взаимодействует с обычной материей. Это объясняет, почему они еще не были обнаружены, даже с помощью инструментов, которые позволяют обнаруживать протоны, нейтроны и электроны.

Однако аксион очень удобен для объяснения нарушения СР-симметрии. Он также является хорошим кандидатом на роль частицы для темной материи, которая используется для объяснения скорости вращения галактик – еще одного противоречия Стандартной модели. Если бы галактики вращались с той скоростью, которую они имеют в настоящее время, и силой тяжести только видимых объектов, они разлетелись бы на части. Ученые предполагают, что в галактиках должно быть огромное количество вещества, которое мы не видим. И этим веществом может быть поле аксионов.

Третье фундаментальное противоречие Стандартной модели – дисбаланс между веществом и антивеществом. Согласно Стандартной модели, когда наша Вселенная родилась, одновременно образовавшиеся материя и антивещество должны были уничтожить друг друга. Это означает, что ничто – ни Земля, ни Солнце, ни галактики, ни люди – не должны были существовать. Но все это существует.

В новом исследовании американские ученые Рэймонд Ко (Raymond Co) из Мичиганского университета и Кейсуке Харигая (Keisuke Harigaya) из Института перспективных исследований  доказали, что и для объяснения этого противоречия подходит аксион, если предположить, что эта частица обладает вращением. Ранее физики считали, что на ранней стадии Вселенной, сразу после Большого взрыва, аксионное поле было статичным и начало колебаться при охлаждении Вселенной.

Вместо этого исследователи предполагают, что аксионное поле имело более интересную динамику на этой ранней стадии. Вращение аксионов высвобождало энергию, которая превращалась в барионы – частицы обычного вещества. Это порождало каскадный эффект, на каждом этапе которого вращение аксионов создавало лишь немного больше вещества, чем антивещества. Каждый раз небольшая часть материи – примерно одна 10-миллиардная доля, оставалась для формирования мира, который мы видим сегодня.

«Мы обнаружили, что вращение аксиона может объяснить избыток вещества, найденного во Вселенной. Мы назвали этот механизм аксиогенезом», – заявил Кейсуке Харигая.

«Аксион был впервые предложен физиками-теоретиками, – говорит ученый. – С тех пор физики-теоретики и экспериментаторы, астрофизики и космологи вместе изучали аксион. Мы открыли новую космологическую роль аксиона, связанную с вращением».

«И что интересно в нашей работе, так это то, что аксион дает одновременное объяснение всем трем проблемам в физике элементарных частиц: темной материи, асимметрии вещества и антивещества и проблемы СР-симметрии сильного взаимодействия. Поскольку эти проблемы не изучались одновременно, над этой темой еще нужно поработать», – сказал Рэймонд Ко.

Ученые надеются, что эксперименты по обнаружению аксиона, которые проводятся в разных странах, наконец увенчаются успехом.

Текст: Дмитрий Зубарев

Вам может быть интересно

Минск сообщил о состоянии пострадавших от украинского дрона детей
Темы дня

Россия полностью избавляется от внешних долгов

В апреле госдолг России рекордно сократился – сразу на 4,2 млрд долларов. Такого быстрого падения не было минимум 15 последних лет. Россия в целом уже два десятилетия сохраняет свою уникальность – живет по средствам. В то время как западные страны раздули свои долги до невероятных размеров. Почему Минфин хочет пойти еще дальше и полностью избавиться от внешних долгов?

Армия России взяла важную высоту над Славянском и Краматорском

Российские войска стремительно развивают наступление в ДНР: освобождена Рай-Александровка, что открывает новые ударные возможности для ВС РФ в Донбассе. Продолжаются активные продвижения в Константиновке и Красном Лимане. Пока Киев вкладывает огромные ресурсы в ночные атаки БПЛА на Москву и информационные спецэффекты, ситуация на линии фронта для ВСУ ухудшается – и с каждым днем это становится все очевиднее.

Лавров назвал условия урегулирования конфликта на Украине

Эксперт сказал, как остановить круговорот возвратов на маркетплейсе

Публикующих фото и видео ударов дронов призвали не помогать врагу

Новости

Саммит ЕС «принял к сведению» инициативу Каллас по ветеранам СВО

Европейский союз отправил на доработку идею главы европейской дипломатии Каи Каллас о запрете въезда на территорию ЕС участникам российской спецоперации, говорится в итоговом заявлении саммита ЕС.

Контакты Кошты с Россией вызвали ярость у Прибалтики

Контакты главы Европейского совета Антониу Кошты с Москвой вызвали «ярость» у Прибалтики, пишет Politico.

Украинской певице Тине Кароль пригрозили уголовным делом

Украинской артистке Тине Кароль грозит до 20 лет лишения свободы из-за систематической поддержки и спонсирования украинских вооруженных формирований, сообщило УВД военно-гражданской администрации Харьковской области.

За ночь над Россией нейтрализовали 133 украинских дрона

В ночь с четверга на пятницу над страной перехватили и уничтожили 133 украинских беспилотных летательных аппарата самолетного типа, сообщило Минобороны.

Лавров предостерег НАТО от столкновения с Россией

Прямое столкновение НАТО и России может быстро перерасти в обмен ядерными ударами, заявил глава МИД России Сергей Лавров в статье «Украина, Европа и глобальная безопасность».

Вэнс отменил визит в Швейцарию для подписания сделки с Ираном

Вице-президент США Джей Ди Вэнс отменил вылет в Швейцарию, где планировалось подписание меморандума с иранской стороной, сообщил представитель Белого дома.

Лавров обвинил Европу в обмане с переговорами

Европейские страны использовали украинский кризис для усиления влияния НАТО и ЕС, а переговоры с Россией – для прикрытия экспансии, заявил глава МИД России Сергей Лавров в статье «Украина, Европа и глобальная безопасность».

Вэнс потребовал от Израиля уважать меморандум США с Ираном

Израиль не должен атаковать меморандум о взаимопонимании, подписанный Вашингтоном и Тегераном, заявил американский вице-президент Джей Ди Вэнс.

Лидеры ЕС возложили на Россию ответственность за инциденты с дронами

Лидеры ЕС в итоговом документе саммита в Брюсселе фактически возложили на Россию ответственность за любые инциденты с беспилотниками в странах Европы.

Захарова предупредила об опасности поездок в Таиланд

Россиянам следует крайне осторожно относиться к поездкам в Таиланд из-за риска задержания по запросам американских правоохранительных органов и спецслужб, заявила официальный представитель МИД России Мария Захарова. В четверг Захарова уже выступала с подобным предупреждением.

Мадьяр блокировал ускоренное вступление Украины в ЕС

Премьер-министр Петер Мадьяр рассказал, что настоял на вычеркивании из итоговой декларации Евросоюза пункта об ускоренном вступлении Украины в объединение.

Немецкий Volkswagen объявил об увольнении 50 тыс. сотрудников

К 2030 году Volkswagen планирует сокращение 50 тыс. сотрудников, сообщил глава германского концерна Оливер Блюме.
Мнения

Глеб Простаков: Рынок сигнализирует о необходимости корректировки экономики

Российский рынок действительно напоминает затаившегося тигра, готового к прыжку. Но чтобы прыгнуть вверх, а не в сторону, ему нужна твердая почва.

Игорь Караулов: Политическое украинство вызревало в течение веков

Украинство специально выращивалось в галицийской колбе как яд, который должен был отравить русское единство. Но сама эта колба возникла пятью веками ранее, когда самая западная часть Руси оказалась запертой в чуждом цивилизационном проекте.

Андрей Медведев: Для Запада атаковать Москву – это фетиш

В европах нынче праздник. Москву же атаковали. Атаки дронов – это реальность войны. Мы тоже наносим удары по украинской инфраструктуре. Военной. Промышленной. Ну, а враг – сами видите.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы