Tutkijat ymmärtävät, miksi maailmankaikkeus on olemassa

Kun maailmankaikkeus syntyi, noin 14 miljardia vuottasitten hän loi aineen ja antimaterian, jotka tuhoavat toisiaan kokouksessa. Antimateriaalin hiukkaset, joiden massa on sama kuin ainehiukkasten, mutta niiden sähkövaraukset ovat vastakkaiset. Tunnetuin esimerkki on elektroni (tavallinen negatiivisesti varautunut hiukkanen) ja positron (positiivisesti varautunut hiukkanen). Mutta jos alussa oli ainetta ja antimateriaa, niin miksi sitten vain aine pysyi? Tämä kysymys on yksi fysiikan määrittelevistä mysteereistä. Vuosikymmenien ajan teoreetikot ovat keksineet potentiaalisia ratkaisuja, joista suurin osa ehdotti, että universumissa on olemassa muita tuntemattomia hiukkasia. Mutta riippumatta lopullisesta vastauksesta, tutkijat uskovat ottaneensa askeleen kohti lopullista ymmärtämistä yhdestä maailmankaikkeuden suurimmista salaisuuksista: miksi sitä edes olemassa.

Tutkijat palvelevat massiivista Super Kamiokanden puhallettavaa veneilmaisinta.

Japanin fyysikot löysivät aavemaisia ​​hiukkasia, jotka voivat rikkoa aineen ja antimaterian symmetrian maailmankaikkeudessa.

Ainesota ja antimateria

Ryhmä tutkijoita Japanista julkaisi tutkimuksenNature-lehdessä, sellaisten perustavanlaatuisten hiukkasten löytämisestä, jotka saattavat olla vastuussa aineen ja antimaterian epätasaisesta jakautumisesta maailmankaikkeudessa. Olen samaa mieltä siitä, että olisi loogista olettaa, että jos maailmankaikkeuden syntyessä ilmaantuisi sama määrä hiukkasia ja hiukkasia, ne tuhoaisivat vain toisensa. Tässä tapauksessa sinä ja kosmoa sinällään ei olisi olemassa. Mutta meillä on olemassa, mikä tarkoittaa, että niin ei tapahtunut.

Tutkimuksen kirjoittajien mukaanUniversumi osoittautui mahdolliseksi, koska aine ylitti hiukan antimateriaalin määrän. Karkeasti sanottuna, vain yksi hiukkanen miljardia hiukkashiukkasen vastaista hiukkasta on muuttanut kaiken. Tätä aineen ja antimateriaalin välisen symmetrian rikkomusta kutsutaan baryoninen epäsymmetria. Kiitos valtavan protonikiihdyttimen ja 9Tutkiessaan kokeiden tietoja vuosien ajan, tutkijat pystyivät paljastamaan tähän mennessä vakuuttavimman näytön siitä, että käyttäytyminen johtui epäsymmetriasta neutriino - subatomiset hiukkaset, joiden valtava päästötapahtui ison iskun aikana. Kun neutriinot lopulta hajoavat, tämän teorian mukaan ne muodostivat enemmän aineen sivutuotteita kuin antimateriaa.

Syy siihen, miksi maailmankaikkeudessa enemmän kuin antimateriaa on kiinnostunut tutkijoita lähes sata vuotta

Pysy ajan tasalla viimeisimmistä tieteellisistä löytöistä tilaamalla uutiskanavamme Telegramissa

Asia on, että neutriinot ovat paljon kevyempiäkvarkkeja ja läpäisevät avaruuden läpi melkein pysähtymättä vuorovaikutukseen minkään kanssa. Mutta koska aine ja antimateria ovat olemassa, on olemassa sekä tavanomaisia ​​neutriinoja, joista tiedämme, että erittäin raskaita neutriinoja. Nämä hiukkaset ovat niin jättimäisiä, että ne voitiin luoda vain valtavista energioista ja lämpötiloista, jotka olivat läsnä heti Ison räjähdyksen jälkeen, kun maailmankaikkeus oli erittäin kuuma ja tiheä.

Näiden hiukkasten väistämätön hajoaminen pienemmiksi javakaammat lajit, voivat johtaa hiukan enemmän aineeseen kuin antimateriaalin sivutuotteita, mikä johtaisi maailmankaikkeuden olemassa olevaan rakenteeseen, Scientific American kirjoittaa.

Haluatko tietää mitä muita salaisuuksia universumimme piilottaa itsessään? Tilaa kanavasi Google-uutissamme, jotta et menetä mitään mielenkiintoista!

Tokai to Kamioka kokeilu

Tokai to Kamioka (T2K) -nimisen kokeen tulokset osoittivat, että on 95% todennäköisyys, että neutriinot hajoavat epätasaiseksi osaksi ainetta ja antimateriaa.

On tärkeää huomata, että valtaosaneutriino- tai antineutrinospartikkelit kulkevat maan läpi, ikään kuin planeettamme ei ole olemassa. Muuten, juuri tämän kyvyn vuoksi neutriinoja kutsutaan haamupartikkeleiksi.

Kokeen aikana tutkijat havaitsivat neutriinoja, kun he pyyhkivät 295 kilometriä maan alle ja muuttivat lajikkeitaan - tämä on eräänlainen neutriinokyky, jota kutsutaan neutriino-värähtely. Maanalainen ilmaisin Kamiokan laboratoriossaJapanissa se on säiliö, joka on täynnä 55 000 tonnia puhdasta vettä. Kun neutriino on vuorovaikutuksessa säiliössä olevan neutronin kanssa, tulos voi syntyä muon (epästabiilit alkuainepartikkelit kanssanegatiivinen sähkövaraus) tai elektroni. Juuri tämä muonineutriinojen ja muonin antineutrinoiden siirtyminen "peili" muotoihinsa - elektronisiin neutriinoihin ja elektronisiin antineutrinosiin kiinnosti tutkijoita. Lue lisää siitä, mitä kuikot ovat ja mitä muita menetelmiä tutkijat etsivät neutriinoista, lue materiaalistamme.

Ihmiskunta ei voi vielä tutkia täysin neutriinohiukkasia

Kuitenkin mitata tarkasti mitenneutriinot ja antineutrinot ovat hyvin erilaisia, tarvitaan lisätietoja ja mahdollisesti tulevia kokeita. On tärkeää ymmärtää, että tutkijat eivät pysty täysin ratkaisemaan avaruuden antimateriaalin ongelmaa. Tosiasia on, että tämän perustavanlaatuisen kysymyksen ratkaisemiseksi tarvitaan vielä yksi vaatimus: neutriinojen ja antineutrinoiden on oltava yksi ja sama aine. Mutta miten tämä on mahdollista?

Aineen ja antimaterian uskotaan olevan identtisiä, paitsi käänteinen sähkövaraus. Maksuton neutriino voi olla molemmat samanaikaisesti.

Jos sellainen mahdollisuus todella on,silloin se voi selittää miksi neutriinot ovat niin kevyitä - alle kuudesmiljoona elektroneja. Ja jos neutriinot ja antineutrinot ovat sama asia, niin ne voivat saada massaa ei vuorovaikutuksesta Higgs-kentän kanssa (joka liittyy Higgsin bosoniin), kuten useimmat hiukkaset tekevät, vaan neutriinon värähtelyjen takia. Tämä on eräänlainen heilahdus, jonka avulla aavemaiset hiukkaset voivat muuttua - kun yksi nousee, toinen putoaa ja niin edelleen. Tutkijoiden saamat tiedot on kuitenkin vielä tarkistettava. Lisäksi ei vielä ole tiedossa, kuinka paljon ne vastaavat havaittua eroa hiukkasten ja hiukkasten lukumäärässä. Ja silti on mahdotonta olla tuntematta kunnioitusta vähitellen purkautuen maailmankaikkeuden salaisuudet. Oletko samaa mieltä?