Дивна елементарна частинка пояснює найбільші загадки Всесвіту: що з'ясували фізики

Фізики вважають, що сімейство прихованих частинок може бути відповідальним за всю темну матерію у Всесвіті і за те, чому взагалі існує будь-яка матерія. Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Однією з найбільших загадок для фізиків є те, чому Всесвіт був спочатку заповнений матерією. Також загадкою залишається те, чому у Всесвіті дуже мало антиматерії і домінує звичайна матерія. Відомо, що під час взаємодії частинок і античастинок, вони знищують одна одну, але чому цього не сталося в ранньому Всесвіті і чому все взагалі не зникло?

Основна теорія свідчить, що якийсь невідомий процес призвів до того, що з'явився дисбаланс матерії та антиматерії у Всесвіті в перші миті після Великого вибуху. Автори дослідження вважають, що в цьому процесі замішані невловимі елементарні частинки нейтрино.

На сьогоднішній день фізикам відомо, що нейтрино мають три види, і кожен з них має дивні властивості. Нейтрино мають дуже маленьку масу, яка набагато менша за масу електронів. Ці частинки також є лівосторонніми, тобто їхні внутрішні спіни орієнтуються тільки в одному напрямку під час руху, на відміну від усіх інших частинок, які можуть орієнтуватися в обох напрямках.

Існує припущення, що насправді нейтрино мають не три, а більше видів, які ще поки що не виявили і які є правосторонніми аналогами відомих нейтрино. Річ у тім, що взаємодії між лівосторонніми та правосторонніми видами нейтрино можуть призвести до того, що вони матимуть масу, вважають фізики.

Автори нового дослідження вважають, що є два види правосторонніх нейтрино, які мають дуже великі маси. Розрахунки вчених показують, що незабаром після Великого вибуху був ідеальний баланс лівосторонніх і правосторонніх. Але в міру розширення та охолодження Всесвіту цей баланс порушився, що призвело до порушення симетрії, через що лівосторонні нейтрино отримали масу, а правосторонні нейтрино зникли.

Дослідження показало, що цей процес мав й інші наслідки. Оскільки нейтрино взаємодіють з іншими елементарними частинками, їхня порушена симетрія спричинила ланцюгову реакцію, яка порушила баланс між матерією та антиматерією. Також учені дійшли висновку, що правосторонні нейтрино змішалися і створили нову елементарну частинку під назвою майорон. Це гіпотетична частинка, яка є своєю власною античастинкою, і розрахунки фізиків показали, що її могло бути дуже багато в самому ранньому Всесвіті.

Фізики вважають, що майорон відтак зберігся, хоча й став невидимим і невловимим, але становить більшу частину маси кожної галактики. Тобто саме з цих частинок може складатися загадкова темна матерія, яка заповнює Всесвіт і її в кілька разів більше, ніж звичайної матерії.

За словами фізиків, один механізм може пояснити дивні властивості нейтрино, процес, який призвів до домінування матерії над антиматерією, і появу темної матерії. Поки що немає жодних доказів існування правосторонніх нейтрино і майорона. Але вчені вважають, що сучасні детектори нейтрино можуть їх виявити.

Як уже писав Фокус, астрофотограф зробив знімок рідкісної комети, яка прилетіла вперше за 160 000 років. Комета C/2024 G3 вперше за 160 000 років наблизилася до Сонця.

Також Фокус писав про те, що фізики опинилися на порозі відкриття нового стану матерії після того як вперше заморозили атоми індію. Вчені побачили, що в цьому випадку починають проявлятися дивні квантові ефекти.