Странная элементарная частица объясняет самые большие загадки Вселенной: что выяснили физики

Фото: phys.org

Физики считают, что семейство скрытых частиц может быть ответственно за всю темную материю во Вселенной и за то, почему вообще существует какая-либо материя. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Live Science.

Одной из самых больших загадок для физиков является то, почему Вселенная была изначально заполнена материей. Также загадкой остается то, почему во Вселенной очень мало антиматерии и доминирует обычная материя. Известно, что при взаимодействии частиц и античастиц, они уничтожают друг друга, но почему этого не произошло в ранней Вселенной и почему все вообще не исчезло?

Основная теория гласит, что какой-то неизвестный процесс привел к тому, что появился дисбаланс материи и антиматерии во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва. Авторы исследования считают, что в этом процессе замешаны неуловимые элементарные частицы нейтрино.

На сегодняшний день физикам известно, что нейтрино имеют три вида, и каждый из них обладает странными свойствами. Нейтрино имеют очень маленькую массу, которая намного меньше массы электронов. Эти частицы также являются левосторонними, то есть их внутренние спины ориентируются только в одном направлении во время движения, в отличие от всех других частиц, которые могут ориентироваться в обоих направлениях.

Существует предположение, что на самом деле нейтрино имеют не три, а больше видов, которые еще пока не обнаружили и они являются правосторонними аналогами известных нейтрино. Дело в том, что взаимодействия между левосторонними и правосторонними видами нейтрино могут привести к тому, что они будут иметь массу, считают физики.

Авторы нового исследования считают, что есть два вида правосторонних нейтрино, имеющих очень большие массы. Расчеты ученых показывают, что вскоре после Большого взрыва был идеальный баланс левосторонних и правосторонних. Но по мере расширения и охлаждения Вселенной этот баланс нарушился, что привело к нарушению симметрии, из-за чего левосторонние нейтрино получили массу, а правосторонние нейтрино исчезли.

Исследование показало, что этот процесс имел и другие последствия. Поскольку нейтрино взаимодействуют с другими элементарными частицами, их нарушенная симметрия вызвала цепную реакцию, которая нарушила баланс между материей и антиматерией. Также ученые пришли к выводу, что правосторонние нейтрино смешались и создали новую элементарную частицу под названием майорон. Это гипотетическая частица, которая является своей собственной античастицей, и расчеты физиков показали, что ее могло быть очень много в самой ранней Вселенной.

Физики считают, что майорон затем сохранился, хотя и стался невидимым и неуловимым, но составляет большую часть массы каждой галактики. То есть именно из этих частиц может состоять загадочная темная материя, которая заполняет Вселенную и ее в несколько раз больше, чем обычной материи.

По словам физиков, один механизм может объяснить странные свойства нейтрино, процесс, который привел к доминированию материи над антиматерией, и появление темной материи. Пока что нет никаких доказательств существования правосторонних нейтрино и майорона. Но ученые считают, что современные детекторы нейтрино могут их обнаружить.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo