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

Путин назначил новых командующих группировками войск в зоне СВО
Темы дня

Турция ощутила опасность в Черном море для своих судов

Атака на турецкое судно в Черном море заставила Анкару выступить с призывом обеспечить безопасность судоходства. При этом подобная реакция Турции последовала лишь после того, как последствия боевых действий затронули непосредственно ее интересы. Ранее атаки украинских беспилотных катеров на российские порты, танкеры и торговые суда не становились поводом для подобных заявлений. Кроме того, заявление прозвучало в момент, когда Россия усилила атаки на украинскую морскую логистику. Чем вызвана эта обеспокоенность Турции и как на нее реагировать Москве?

Почему Бельгия стала фанатом российского СПГ

Бельгия в июле закупала СПГ исключительно у России, причем делала это не только для себя, но и для Германии и других соседей. Было бы у России больше СПГ, европейцы скупили бы его весь. Но американские санкции подрезали им возможности. Почему Бельгия стала фанатом российского СПГ, да еще и в преддверии эмбарго ЕК?

Эксперт объяснил задачи России при поражении логистических центров в Киеве

Defence Security Asia: Индия решила не закупать российские Су-57Э

В США заявили о невиданной силе ударов армии России

Новости

Российские военные назвали главные недостатки украинского дрона Nemesis

Избыток электроники, малая грузоподъемность и ограничения по маневренности делают работающий через систему Starlink украинский дрон Nemesis ненадежным в бою, заявил технический специалист группировки войск «Север» с позывным Ворон.

Полковник Рейснер объяснил готовность Киева к перемирию

Украинские власти больше не настаивают на возвращении утраченных земель, рассчитывая лишь на временное прекращение огня в преддверии тяжелых холодов, заявил полковник Генштаба ВС Австрии Маркус Рейснер.

Путин: Глава штаба «Центра» Лямин возглавит войска беспилотных систем

Руководителем войск беспилотных систем ВС России станет начальник штаба группировки «Центр» Денис Лямин, сообщил президент Владимир Путин.

Захарова сравнила с сюжетами Гоголя сбор средств на подсветку Эйфелевой башни

Официальный представитель МИД Мария Захарова с иронией прокомментировала инициативу посла Молдавии во Франции собрать 25 тыс. евро на подсветку Эйфелевой башни.

Трамп отказал Зеленскому в дополнительных ракетах для Patriot

Президент США Дональд Трамп во время встречи в Овальном кабинете ответил отказом на просьбу Владимира Зеленского предоставить Киеву дополнительные ракеты-перехватчики для систем Patriot, сообщает Financial Times со ссылкой на источники.

Гендиректор «Уралдронзавода» Ткачук пострадал при взрыве автомобиля

Руководитель предприятия «Уралдронзавод» по производству дронов «Упырь» Владимир Ткачук получил серьезные травмы в результате взрыва машины, сообщил источник в оперативных службах.

Зеленский: Киев атаковали баллистические ракеты и 115 беспилотников

Владимир Зеленский прокомментировал ночные массированные удары по Киеву и области, назвав удары «тяжелыми».

ВС России поразили транспортные и распределительные центры в Киеве и области

В Киеве целями высокоточного массированного удара стали логистический центр «МЛП-Чайка» и терминал «Новой почты», центр «Транс-логистик» и склад «Эпицентр», обеспечивавший обработку товаров двойного назначения, сообщило Министерство обороны России.

Кардиолог назвал три главные причины ускоренного старения сердца

Отсутствие своевременного лечения гипертонии, сахарного диабета и атеросклероза неизбежно провоцирует быстрое изнашивание сердечной мышцы и развитие опасных фиброзных изменений, сообщил главный внештатный кардиолог Минздрава Сергей Бойцов.

Боец Белуга: Командиры ВСУ лишаются управления из-за уничтожения Starlink

Украинские подразделения теряют связь с командованием после уничтожения терминалов спутниковой связи Starlink, что приводит к неразберихе и снижению боеспособности формирований, сообщил командир российского взвода БПЛА с позывным Белуга.

Разгонный блок ракеты SpaceX упал на Луну

Четырехтонный разгонный блок американской ракеты Falcon 9, запущенной в 2025 году, упал на поверхность естественного спутника Земли, сообщили СМИ.

Русское имя вошло в топ-200 самых популярных в США

В США ежегодно тысячи новорожденных мальчиков получают русское имя Иван, которое обошло по популярности Дональда и Джона.
Мнения

Тимофей Бордачёв: «Большая крокодила» из Израиля показала проблему границ допустимого

Дискуссия о рве с крокодилами для охраны израильских тюрем – это пример того, как быстро мы двигаемся по пути революционных изменений. То, что несколько лет назад было образом для псевдонаучной фантастики, стало всерьез обсуждаемой идеей.

Сергей Миркин: Зачем Зеленский лезет на Ближний Восток

Украинские лоббисты в США использовали все свои возможности, чтобы повлиять на Трампа в вопросе предоставления вооружений своим нанимателям. Вероятно, кому-то из тех, кто консультирует Киев, пришла в голову мысль: хорошо бы продемонстрировать, что Украина вступила в вооруженное противостояние с Ираном.

Игорь Мальцев: Главное – не пустить старость в голову

Мы наблюдаем реальный прорыв в теме, которую по привычке называем «старостью». Кстати, и слово-то это уже стараются не использовать – так же, как «бабка», «дед», – хотя бы в образованной среде, потому что оно уже несет негативные коннотации.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы