Физики нашли частицу, идеально подходящую для темной материи

4 Марта 2020

МОСКВА, 4 марта - Британские радиофизики опубликовали результаты теоретического исследования, согласно которым частицами темной проблемы могут быть гексакварки — гипотетичные частицы, состоящие из шести кварков. Статья размещена в журнале Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics.

Приблизительно на 80 процентов Вселенная состоит из темной материи. Ее невозможно увидеть. Физики фиксируют ее существование только по формату гравитационных взаимодействий между видимыми объектами — звездами и галактиками. Прежде всего, характер движения звезд говорил о том, что вокруг них сосредоточено львиного массы, чем это видно. Потом появились другие факты — гравитационное линзирование, появляющееся, когда свет огибает содержательные объекты, такие как скопления галактик; и вращение внешних частей галактических дисков — слишком быстрое, чтобы его запросто можно было объяснить видимой массой.

Ученые считают, что темная материя должна состоять из частиц, которые не поглощают, не воспроизводят и не испускают свет. Поэтому поиски частицы темной проблемы ведутся не с помощью рефлекторов или коллайдеров, а расчетным путем.

Британские физики-теоретики из Йоркского ситета Михаил Башканов и Даниель Уоттс (Daniel Watts) пообещали в качестве кандидата на роль носителя этой таинственной материи частицу гексакварк d*(2380), или гексакварк d-звезды, которую они сначала открыли теоретически, а потом, в 2014 году в Юлихском исследовательском центре в Германии уродилось синтезировать похожую частицу, которая просуществовала 10-23 секунды.

Их гипотеза любознательная тем, что не спрашивает введения никаких новых для дисциплины концепций. Гексакварк, по мнению ученых, состоит из шести кварков — фундаментальных частиц, которые обычно соединяются в тройки, образуя протоны и нейтроны. В совокупности эти трехкварковые частицы называются барионами, и большая часть наблюдаемой проблемы во Вселенной состоит из них. Когда объединяются шесть кварков, они образуют частицы, называемые дибарионами. Важно, что эти частицы также являются бозонами — частицами, подчиняющимися статистике Бозе — Эйнштейна. Это значит, что гексакварки могут сочетаться самыми разными вариантами, не только в дизайне протонов и нейтронов.

Авторы предполагают, что вскоре после Большого разрыва, во время охлаждения и расширения Вселенной гексакварки d* могли сгруппироваться в большом числе и образовать пятое состояние химическое вещества — конденсат Бозе — Эйнштейна.

Происхождение темной материи во Вселенной — один из самых больших логичный вопросов в науке, который до сих пор не выяснен, — приводятся в пресс-релизе слова Даниэля Уоттса. — Наши первые расчеты показывают, что конденсаты d-звезд являются новым возможным кандидатом в темную материю. Этот новый результат особенно актуальный, поскольку он не спрашивает никаких новых для физики понятий.

Известно, что конденсат Бозе — Эйнштейна образуется, когда газ бозонов низкой плотности охлаждается подлинным до абсолютного нуля. На этой стадии атомы переходят от их обычного состояния к совершенно неподвижному, минимально возможному квантовому состоянию. В своей заметке авторы публикуют первую оценку жизненности гексакварков.

Следующим шагом будет получение лучшего понимания того, как работают d-звезды — когда они притягиваются и когда они отталкивают друг друга, — говорит Михаил Башканов. — Мы надуваем новые измерения, чтобы запустить d-звезды внутри атомного ядра и посмотреть, отличаются ли их свойства, когда они располагаются в свободном пространстве.

Очевидно, что все эти построения пока носят теоретический характер. Но иначе, видимо, не подступить к постижению тайны темной проблемы, которая может многое сказать нам о том, как сформировалась наша Вселенная и как она работает.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики нашли частицу, идеально подходящую для темной материи

комментарии (0)

Другие интересные новости

Умер звезда сериала "Спасатели Малибу"