Generelt. Forskning. Teknologi

Forskere kommer tæt på at forstå, hvorfor universet eksisterer

Da universet blev født, omkring 14 milliarder årsiden skabte hun stof og antimaterie, der ødelægger hinanden på et møde. Partikler med antimaterie med samme masse som partikler af stof, men deres elektriske ladninger er modsat. Det mest berømte eksempel er en elektron (en almindelig negativ ladet partikel) og en positron (positivt ladet partikel). Men hvis der i begyndelsen var stof og antimaterie, hvorfor var der da kun materie tilbage? Dette spørgsmål er et af de definerende mysterier ved fysik. I årtier har teoretikere fundet mulige løsninger, hvoraf de fleste antydede eksistensen af ​​yderligere, ukendte partikler i universet. Men uanset hvad det endelige svar er, mener forskere, at de har taget et skridt hen imod en endelig forståelse af en af ​​de største hemmeligheder i universet: hvorfor eksisterer det endda.

Forskere betjener den massive Super Kamiokande oppustelige båddetektor.

Fysikere fra Japan opdagede spøgelsesagtige partikler, der kan bryde symmetrien mellem stof og antimaterie i universet.

Materiekrig og antimatter

En gruppe forskere fra Japan offentliggjorde en undersøgelsei tidsskriftet Nature, om opdagelsen af ​​grundlæggende partikler, der kan være ansvarlige for den ujævne fordeling af stof og antimaterie i universet. Enig, det ville være logisk at antage, at hvis universet fødte det samme antal partikler og antipartikler, så ville de ganske enkelt ødelægge hinanden. I dette tilfælde ville du og kosmos som sådan ikke eksistere. Men vi findes, hvilket betyder, at dette ikke skete.

Ifølge forfatterne af undersøgelsen, eksistensen afUniverset viste sig at være muligt, fordi stoffet lidt overskred mængden af ​​antimaterie. Groft sagt har kun en partikel pr. Milliard partikel-partikel-antipartikel ændret alt. Denne krænkelse af symmetri mellem stof og antimateriale kaldes baryonisk asymmetri. Takket være den enorme protonaccelerator og 9års undersøgelse af dataene om eksperimenterne var videnskabsmænd i stand til at afsløre de mest overbevisende beviser til dato, at adfærd var forårsaget af asymmetri neutrino - subatomære partikler, hvis enorme emission erskete under big bang. Når neutrinoerne til sidst delte sig, dannede de ifølge denne teori flere biprodukter af stof end antimaterie.

Årsagen til, at i universet har mere stof end antimaterie været af interesse for forskere i næsten 100 år

Tilmeld dig vores nyhedskanal i Telegram for at holde dig ajour med de nyeste videnskabelige opdagelser

Sagen er, at neutrinoer er meget letterekvarker og passerer gennem rummet næsten uden at stoppe for at interagere med noget som helst. Men da stof og antimaterie findes, er der både almindelige neutrinoer, som vi ved om, og ekstremt tunge neutrinoer. Disse partikler er så gigantiske, at de kun kunne skabes ud fra de enorme energier og temperaturer, der var til stede umiddelbart efter Big Bang, da universet var meget varmt og tæt.

Det uundgåelige forfald af disse partikler til mindre ogmere stabile arter, kan føre til lidt mere stof end antimaterielle biprodukter, hvilket ville føre til den eksisterende struktur i vores univers, skriver Scientific American.

Vil du vide, hvilke andre hemmeligheder vores univers skjuler i sig selv? Abonner på vores kanal i Google Nyheder for ikke at gå glip af noget interessant!

Tokai til Kamioka eksperiment

Resultaterne af et eksperiment kaldet Tokai til Kamioka (T2K) viste, at der er en 95% chance for, at neutrinoer vil henfalde til en ujævn del af stof og antimaterie.

Det er vigtigt at bemærke, at langt de flestepartikler af neutrinoer eller antineutrinoer passerer gennem jorden, som om vores planet ikke findes. For øvrig er det netop for denne evne, at neutrinoer kaldes spøgelsespartikler.

Under eksperimentet observerede forskere neutrinoer, da de fejede 295 kilometer under jorden og ændrede deres variation - dette er en slags neutrinoevne, kaldet neutrino-svingning. Underjordisk detektor i laboratoriet i Kamiokai Japan er det et reservoir fyldt med 55.000 tons rent vand. Når en neutrino interagerer med et neutron i et reservoir, kan resultatet blive født muon (ustabile elementære partikler mednegativ elektrisk ladning) eller elektron. Det var denne overgang af muonneutrinoer og muonantineutrino til deres "spejl" -former - elektroniske neutrinoer og elektroniske antineutrinoer, som interesserede forskere. Læs mere om, hvad muoner er, og hvilke andre metoder forskere leder efter neutrinoer, læse i vores materiale.

Mennesket kan endnu ikke undersøge neutrinopartikler fuldt ud

For at nøjagtigt måle hvordanneutrinoer og antineutrino er meget forskellige, yderligere data og muligvis fremtidige eksperimenter vil være påkrævet. Det er vigtigt at forstå, at forskere ikke vil være i stand til fuldstændigt at løse problemet med antimaterie mellem rummet. Faktum er, at for at løse dette grundlæggende spørgsmål, er der behov for endnu et krav: neutrinoer og antineutrinoer skal være et og samme stof. Men hvordan er det muligt?

Det menes, at stof og antimaterie er identiske med undtagelse af den omvendte elektriske ladning. En neutrino uden ladning kan være begge på samme tid.

Hvis en sådan mulighed virkelig eksisterer,så kan det forklare, hvorfor neutrinoer er så lette - mindre end en seks millionste elektronmasse. Og hvis neutrinoer og antineutrinoer er en og samme ting, kan de få masse ikke på grund af interaktion med Higgs-feltet (som er forbundet med Higgs-boson), som de fleste partikler gør, men på grund af neutrino-svingninger. Dette er en slags sving, der tillader spøgelsesagtige partikler at ændre sig - når den ene rejser sig, den anden falder osv. De data, som forskerne har indhentet, skal dog stadig kontrolleres dobbelt. Derudover vides det endnu ikke, hvor meget de svarer til den observerede forskel i antallet af partikler og antipartikler. Og alligevel er det umuligt ikke at føle ærefrygt og gradvist løsne sig universets hemmeligheder. Er du enig?