Naukowcy zbliżyli się do zrozumienia tego, dlaczego istnieje Wszechświat

Kiedy Wszechświat narodził się około 14 miliardów lat temu, stworzyła materię i антиматерию, które niszczą siebie po spotkaniu. antymaterii tej samej masy, co i cząstki materii, ale ich ładunki elektryczne przeciwnych. Najbardziej znany przykład to elektron (zwykły negatywnie naładowana cząstka) i pozyton (pozytywnie naładowana cząstka). Ale jeśli na samym początku istniały materia i antymateria, to dlaczego potem pozostała tylko materia? To pytanie jest jedną z najważniejszych zagadek fizyki. Przez dziesięciolecia teoretycy wymyślały potencjalne rozwiązania, z których większość zakłada istnienie we Wszechświecie dodatkowych, nieznanych cząstek. Ale jaki by nie był ostateczną odpowiedź, naukowcy uważają, że zrobili krok do ostatecznego zrozumienia jednej z największych tajemnic Wszechświata: dlaczego ona w ogóle istnieje.

Wojna materii i antymaterii

Grupa naukowców z Japonii opublikował badanie w czasopiśmie o wykryciu fundamentalnych cząstek, które mogą odpowiadać za niejednorodny rozkład materii i antymaterii we Wszechświecie. Zgadzam się, że byłoby to logiczne założenie, że gdyby przy narodzinach Wszechświata pojawiła się taka sama liczba cząsteczek i античастиц, to oni po prostu sami się zniszczyli. W takim razie z tobą, i kosmosu jako takie nie istniało. Ale istniejemy, a to znaczy, że do tego nie doszło.

Jak twierdzą autorzy badań, istnienie Wszechświata okazało się to możliwe, ponieważ substancja trochę przekroczyła ilość antymaterii. Z grubsza mówiąc, tylko jedna cząstka na miliard par cząstka-античастица wszystko zmieniła. To naruszenie symetrii między materią i antymaterią nazywany барионной асимметрией. Dzięki ogromnej протонному akceleratora i 9 lat nauki danych o przeprowadzonych eksperymentach naukowcy mogli odkryć najbardziej solidnego na dziś dowód na to, że przyczyną asymetrii stało się zachowanie neutrino – subatomowych cząstek, ogromny przypływ których doszło podczas Wielkiego wybuchu. Gdy neutrino w końcu rozpadła się, według tej teorii, utworzyły więcej produktów ubocznych materii niż antymaterii.

Powód, dla którego we Wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii interesuje naukowców prawie 100 lat

Rzecz w tym, że neutrino jest o wiele łatwiej kwarków i przechodzą przez kosmos praktycznie nie zatrzymując się do interakcji z czym-albo w ogóle. Ale tak jak istnieje materia i antymateria są jak zwykłe neutrino, o których wiemy, i bardzo ciężkie neutrino. Te cząstki są tak gigantyczne, że mogły być tworzone tylko z ogromnych energii i temperatur występujących bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, gdy Wszechświat był bardzo gorący i gęsty.

Nieuchronny rozpad tych cząstek na mniejsze i bardziej stabilne rodzaje, mógł prowadzić do nieco większej ilości materiału niż produkty uboczne antymaterii, co doprowadziło by do istniejącego urządzenia naszego Wszechświata – pisze .

Eksperyment Tokai to Kamioka

Wyniki eksperymentu pod nazwą Tokai to Kamioka (T2K) wykazały, że istnieje 95% prawdopodobieństwo, że neutrino rozpadają się na nierówną część materii i antymaterii.

W trakcie eksperymentu naukowcy obserwowali neutrino, kiedy ci wszystko 295 kilometrów pod ziemią i zmieniły swoją odmiana – to swoista zdolność neutrino, zwana neutrinowej oscylacją. Podziemny detektor w laboratorium miasta Камиока w Japonii stanowi zbiornik, wypełniony 55 000 ton czystej wody. Gdy neutrino oddziałuje z neutronem w zbiorniku, w rezultacie może urodzić się mion (niestabilne cząstki elementarne z ujemnym ładunkiem elektrycznym) lub elektron. Właśnie to przejście мюонных neutrino i мюонных антинейтрино w ich "lustrzane" formy – e-neutrino i elektroniczne антинейтрино zainteresowanie naukowców. Więcej o tym, co to jest мюоны i jakie inne sposoby naukowcy szukają neutrino,.

w Pełni cząstki neutrino ludzkość na razie nie może studiować

Jednak dla dokładnego pomiaru tego, jak bardzo różnią się neutrino i антинейтрино, dodatkowe dane i być może przyszłe eksperymenty. Ważne jest, aby zrozumieć, że w pełni rozwiązać problem kosmicznej materii naukowcy nie będą w stanie. Rzecz w tym, że dla rozwiązania tego fundamentalnego pytania należy jeszcze jedno wymaganie: neutrino i антинейтрино powinny być jedną i tą samą substancją. Ale jak to możliwe?

Jeśli jest taka możliwość rzeczywiście istnieje, to może wyjaśniać, – mniej niż jedną шестимиллионной masy elektronu. A jeśli neutrino i антинейтрино – to jedno i to samo, to mogą dostaćmasy nie z powodu interakcji z polem Higgsa (które jest związane z бозоном Higgsa), jak to robi większość cząstek, a kosztem neutrinowej oscylacji. Jest to swego rodzaju huśtawki, które pozwalają fałszywa cząstkom się zmienia, gdy jedna rośnie, druga opada, i tak dalej. Jednak uzyskane badaczami, dane nadal trzeba dokładnie sprawdzić. Do tego na razie nie wiadomo, na ile są one zgodne z obserwujący innych niż "konwergencja" liczby cząstek i античастиц. A jednak, nie można nie odczuwać emocji, stopniowo rozwiązując tajemnice Wszechświata. Zgadza się?

Naukowcy obsługują ogromny detektor Super Kamiokande z pontonów.