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

Стало известно о рекордных военных расходах Германии при Мерце
Темы дня

У Ирана есть шансы добиться успеха в битве с США за Ормузский пролив

США обещают разблокировать Ормузский пролив, начав эскортировать и защищать проходящие через акваторию танкеры. На первый взгляд, у американского флота не должно возникнуть с этим проблем – в составе ВМС США имеются корабли с очень мощными системами ПВО. Однако Иран способен преподнести американцам сюрприз. О чем идет речь?

Ближний Восток принес России крупный выигрыш помимо нефти и газа

Дефицит и рост цен на нефть и газ стали лишь верхушкой айсберга. В Персидском заливе оказались заперты не только углеводороды, но и тонны алюминия и химической продукции, в том числе удобрения, гелий, серная кислота. Риски дефицита уже привели к колоссальному росту цен на все эти товары. И России во многих сферах есть что предложить в помощь своим партнерам по странам БРИКС. Однако есть оборотная сторона медали. Какая?

Евросоюз отказался помочь Трампу с миссией в Ормузском проливе

МВД подготовило перечень нарушений для выдворения мигрантов

Женщины-ученые обвинили ИИ в мужском мышлении

Новости

Премьер Бельгии захотел помириться с Россией ради дешевого газа

Бельгийское руководство выступило за возобновление диалога с Москвой ради возвращения доступа к недорогим энергоресурсам, премьер страны Барт Де Вевер предложил ЕС заключить сделку для нормализации отношений с Москвой, пишут СМИ.

Иран: Ормузский пролив не вернется к прежним правилам

Ормузский пролив фактически закрыт и после агрессии США и Израиля против Ирана уже не вернётся к прежнему режиму судоходства, заявил председатель иранского парламента Мохаммад Багер Галибаф.

Ван Дамм назвал Путина хорошим другом

На выставке своих картин в Гонконге Жан-Клод Ван Дамм назвал Владимира Путина хорошим другом и процитировал его фразу о «делах, говорящих громче слов».

Посол Украины сфотографировался с продырявленным флагом Венгрии

Посол Украины в Будапеште Федор Шандор опубликовал фото, на котором он держит в руках продырявленный флаг Венгрии.

Bloomberg сообщил о рекордных оборонных расходах Германии при Мерце

Канцлер Фридрих Мерц инициировал масштабные инвестиции в оборону, что уже приводит к росту заказов для национальных производителей и стимулирует экономику, пишет Bloomberg.

США потребовали от ВТО навсегда отменить пошлины на интернет-торговлю

Американские власти намерены добиться от Всемирной торговой организации разрешения на постоянный запрет на взимание таможенных сборов с цифровых товаров, пишут американские СМИ.

Моджтаба Хаменеи случайно выжил при ракетной атаке

Новый иранский верховный лидер аятолла Моджтаба Хаменеи избежал смерти во время ракетной атаки, случайно покинув здание всего за несколько мгновений до взрыва, пишут британские СМИ.

Афганистан пригрозил Пакистану жестким ответом за удар по Кабулу

Афганистан нанесет зубодробительный удар по Пакистану в ответ на бомбардировку Кабула, в результате которой погибло как минимум 400 и было ранено 250 человек, заявил пресс-секретарь министерства внутренних дел Афганистана Абдул Матин Кани.

Трамп раскритиковал союзников за отказ в военной помощи

Президент США Дональд Трамп выразил недовольство реакцией партнеров на просьбу о военной помощи в Персидском заливе, назвав это тестом на верность.

В Польше зафиксировали рост пророссийских настроений

В Польше фиксируется увеличение числа пророссийских настроений, заявил глава Службы военной контрразведки страны генерал Ярослав Стружик.

США потребовали отставки президента Кубы

Администрация Дональда Трампа на переговорах с Кубой настаивает на отставке президента Мигеля Диаса-Канеля как условии для дальнейших соглашений, пишет The New York Times.

Пожар на авианосце США USS Gerald Ford тушили более суток

Команде американского авианосца «Джеральд Р. Форд» (USS Gerald Ford) потребовалось больше 30 часов, чтобы потушить пожар, вспыхнувший на корабле на прошлой неделе, сообщает The New York Times со ссылкой на моряков корабля.
Мнения

Сергей Худиев: Если вас запугивают по телефону

В России произошло убийство под влиянием телефонных мошенников. Это новая, ранее неизвестная, форма терроризма. И это еще раз ставит перед нами проблему телефонного мошенничества – и, что особенно важно, нашей собственной ответственности за то, как мы реагируем на голоса в трубке.

Игорь Караулов: Евреи и персы воюют впервые в истории

До второй половины ХХ века ни одно персидское государство не сталкивалось с еврейским. Более того, например, Ахемениды создали свою державу, когда евреи находились в вавилонском плену, и сотворили для евреев великое благо, разрешив им возвратиться в Палестину.

Тимофей Бордачёв: Верования в США тонут в Ормузском проливе

Призывы США к другим странам поучаствовать в разблокировке Ормузского пролива разрушают пузырь ожиданий от американцев, созданный по всему миру за прошедшие десятилетия с подачи Вашингтона. Хотя для способности достигать целей силой США не нуждаются ни в каких союзниках по НАТО.
Вопрос дня

Почему замедляют Telegram в России?