|
Происхождение материи в ранней Вселенной
|
|
|
|
В ранней вселенной температура была в 250 000 раз выше, чем в ядре нашего Солнца. Это слишком жарко для образования протонов и нейтронов, из которых состоит обычная материя. Ученые воссоздают условия ранней Вселенной с помощью ускорителей элементарных частиц, сталкивая атомы почти со скоростью света.
|
|
|
|
Измерение результирующего потока частиц позволяет ученым понять, как образовалась материя. Частицы, которые измеряют ученые, могут образовываться различными способами: из первоначального "супа" кварков и глюонов или в результате более поздних реакций.
|
|
|
|
Эти более поздние реакции начались через 0,000001 секунды после Большого взрыва, когда составные частицы, состоящие из кварков, начали взаимодействовать друг с другом.
|
|
|
|
Новый расчет показал, что до 70% некоторых измеренных частиц образуются в результате этих более поздних реакций, а не в результате реакций, подобных тем, которые происходили в ранней Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B.
|
|
|
|
Это открытие улучшает научное понимание происхождения материи. Оно помогает определить, сколько вещества вокруг нас образовалось в первые доли секунды после Большого взрыва, по сравнению с тем, сколько вещества образовалось в результате более поздних реакций по мере расширения Вселенной.
|
|
|
Этот результат означает, что большое количество вещества вокруг нас образовалось позже, чем ожидалось. Чтобы понять результаты экспериментов на коллайдере, ученые должны исключить частицы, образовавшиеся в ходе более поздних реакций.
|
|
|
|
Только те, которые образовались в субатомном "бульоне", раскрывают ранние условия существования Вселенной. Этот новый расчет показывает, что количество измеренных частиц, образовавшихся в результате реакций, намного больше, чем ожидалось.
|
|
|
|
В 1990-х годах физики поняли, что некоторые частицы образуются в значительных количествах в результате более поздних реакций, последовавших за начальной фазой формирования Вселенной. Частицы, называемые D-мезонами, могут взаимодействовать, образуя редкую частицу чармоний.
|
|
|
|
Ученые не пришли к единому мнению о том, насколько важен этот эффект. Поскольку чармоний встречается редко, его трудно измерить. Однако недавние эксперименты позволили получить данные о том, сколько чармониевых и D-мезонов производят коллайдеры.
|
|
|
|
Физики из Йельского университета и Университета Дьюка использовали новые данные для расчета силы этого эффекта. Он оказался гораздо более значительным, чем ожидалось. Более 70% измеренного количества чармония может образовываться в результате реакций.
|
|
|
|
Когда горячий суп из субатомных частиц остывает, он расширяется, превращаясь в огненный шар. Все это происходит менее чем за одну сотую времени, необходимого свету для прохождения атома. Поскольку это происходит так быстро, ученые не уверены, как именно расширяется огненный шар.
|
|
|
|
Новый расчет показывает, что ученым вовсе не обязательно знать подробности этого расширения. Столкновения все равно приводят к образованию значительного количества чармония. Новый результат приближает ученых на один шаг к пониманию происхождения материи.
|
|
|
|
Источник
|
