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

Песков: Система «Рассвет» в скором времени заработает эффективнее
Темы дня

Топливный кризис отправил Францию и Британию на войну с хуситами

Франция направляет военнослужащих, радары и системы ПВО в Саудовскую Аравию для защиты нефтяной инфраструктуры. Париж объявил об этом спустя несколько дней после того, как Британия предоставила самолет-заправщик Voyager для поддержки Эр-Рияда в конфликте с йеменскими хуситами. Зачем европейские страны подключаются к защите саудовских нефтяных маршрутов и насколько эффективной окажется эта помощь?

Россия подготовила крышку для Волчанского котла

Россия значительно расширила зону контроля в Харьковской области после освобождения Петропавловки и Лозовой. Этот успех усложнит ВСУ попытки прорыва из Волчанского котла. Сейчас ВС России ведут активные бои за освобождение других населенных пунктов, уничтожаются формирования противника в нескольких районах. Как это влияет на устойчивость созданного кольца окружения на северо-востоке Харьковской области и какие оперативно-тактические перспективы открываются на этом направлении?

Рар: Европу будут вынуждать к переговорам с Россией

Коц объяснил важность освобождения Хрипунов в Харьковской области

В районе авиабазы США в Британии объявили режим ЧС

Новости

В Кремле предостерегли Маска от предоставления Starlink для ударов вглубь России

Пресс-секретарь президента Дмитрий Песков назвал потенциально опасным и опрометчивым шагом возможное разрешение использовать спутниковые системы Starlink для нанесения ударов вглубь российской территории.

Лавров предупредил Запад о «короткой войне»

Министр иностранных дел Сергей Лавров предупредил западные страны о быстром ответе Москвы в случае прямой вооруженной агрессии против государства.

Марочко: ВСУ начали скрытно уходить с позиций в Запорожской области

Украинские военные на территории Запорожской области начали тайно отходить с позиций в Запорожской области, заявил военный эксперт Андрей Марочко.

Песков сообщил о неопределенности с визитом Путина на G20

Кремль пока не принял окончательного решения о личном участии президента России Владимира Путина в предстоящем саммите G20 в Майами, заявил пресс-секретарь главы государства Дмитрий Песков.

В России обновят стандарт воспитания в детсадах

Министерство просвещения планирует обновить федеральную программу дошкольного образования для усиления связи между детскими садами и семьями, сказал глава ведомства Сергей Кравцов.

КСИР захватил второй подводный дрон США в Ормузском проливе

Иранские военные захватили американский автономный подводный аппарат Remus 600, который вел шпионскую деятельность в Ормузском проливе.

В России начались масштабные военные учения стран ОДКБ

На Чебаркульском полигоне стартовали масштабные маневры стран Организации Договора о коллективной безопасности (ОДКБ), направленные на отработку учебно-боевых задач и повышение готовности сил реагирования, сообщили в Минобороны.

ВС РФ вынудили ВСУ изменить тактику в Сумской области

Украинские военные избегают стрелковых боев с российскими штурмовиками на сумском направлении, предпочитая отступать со своих позиций, заявил замкомандира штурмовиков 34-й отдельной гвардейской мотострелковой бригады группировки «Север» с позывным Агат.

Политолог: Зеленский отомстил Южной Корее из-за Patriot (видео)

Украина спровоцировала громкий политический скандал в Южной Корее, тайно передав туда военнопленных из КНДР. Судя по всему, это не случайность: Владимир Зеленский решил отомстить южным корейцам при помощи северных.

Самолет-разведчик США заметили у российской границы

Американский самолет-разведчик Bombardier ARTEMIS II почти три часа совершает облет территории вокруг Калининградской области после вылета из Румынии.

Мендель нашла объяснение самоубийственной политике Зеленского

Бывший пресс-секретарь Владимира Зеленского Юлия Мендель назвала его политику «самоубийственной» из-за отсутствия плана покрытия дефицита бюджета на 2027 год.

В Тбилиси потребовали от евролибералов отречься от «ксенофобов»

Грузия требует от ALDE («Альянса либералов и демократов для Европы») осуждения ксенофобии их грузинских членов – оппозиционной партии «Лело», заявил председатель парламента Шалва Папуашвили. Об этом передает корреспондент газеты ВЗГЛЯД в Тбилиси.
Мнения

Тимофей Бордачёв: Пределы германского милитаризма определяет внешняя сила

Насколько изменившиеся за последние десятилетия обстоятельства дают возможность всем привычным чертам европейцев «разгуляться по-настоящему», делая действительно опасными наших соседей к западу от польских границ?

Тимур Шерзад: Как испанец на русской службе основал Одессу

25 сентября 1789 года русские овладели османской крепостью Хаджибей на побережье Черного моря. Позже на ее месте вырастет один из главных российских портов на юге – Одесса.

Ольга Андреева: Дворянин Чаадаев научил релокантов ненавидеть Родину

Пока европейцы плели интриги, русский барин Чаадаев так кстати пришел им на помощь. Ведь он не только свергал Россию с пьедестала победителя, но в принципе отрицал ее право на существование. Вот уж удружил, так удружил!
Вопрос дня

Как были обретены мощи святого князя Дмитрия Донского