Да ли би чудни квантни објекти могли да објасне наше постојање?

Свако од нас жели да зна ко смо, одакле смо и одаклекрећемо се. Одговоре на ова питања нуде различити људи, од филозофа до свештеника и теоретских физичара, али ови други имају највеће знање о Универзуму. До почетка двадесетог века, међутим, нико није могао да замисли да ће постојати толико елементарних честица да се од њих може саставити цео „зоолошки врт”. Тек 1925. године стару квантну теорију заменила је квантна механика, која се заснива на таласним једначинама и принципу неизвесности, а њене одредбе се значајно разликују од одредби класичне механике. За само неколико деценија откривене су многе елементарне честице, а њихова међусобна интеракција чинила је основу Стандардног модела. Лансирање Великог хадронског сударача (ЛХЦ) и накнадно откриће „честице Бога“ – научно Хигсов бозон – био је само почетак у разумевању нашег сложеног света. Сваке године научници откривају нове честице, паралелно покушавајући да одговоре на питање зашто постојимо.

К-лопте су чудни квантни објекти способни да изазову гравитационе таласе

Честица по честица

Једна од последњих честица које су открили физичарије тетракварк (овде сам вам рекао више о њиховом открићу). Укратко, тетракваркови су честица егзотичне материје која садржи два тешка кварка и два лака антикварка. Кваркови су, као што ће се читалац вероватно сетити, основни грађевински блокови универзума који чине сву материју.

Кваркови су такође честице из којих могусастојао се од адрона – прве групе елементарних честица. До недавно се сматрало да се неутрони састоје од три кварка, али нова честица хадрона се састоји од четири. Истраживачи то примећују тетракварк - најдуговечнија честица од свих познатих.

Тетракваркови су откривени 2020

Не пропустите: Научници су ближе разумевању зашто универзум постоји

Још једна новина у нашем зоолошком врту су Ениони. То нису само нове честице, оне су толико необичне да су их физичари приписали трећем царству елементарних честица.

Критеријум за поделу елементарних честица на двакраљевства је вредност спина, квантног броја који карактерише сопствени угаони момент честице. Другим речима, ако је спин једне честице одређен целим бројем, испред себе имате бозон, а ако је полуцео, фермион.

Сада изјава да је сваки последњичестица у универзуму - од космичких зрака до кваркова - је или фермион или бозон, чини се, мораће се поново размотрити. Франк Вилчек, добитник Нобелове награде за физику на Технолошком институту у Масачусетсу, каже: „Некада смо имали бозоне и фермионе, али сада имамо ово треће царство елементарних честица.

Током научних истраживања, научници су доказали да било који јони припадају посебној класи елементарних честица.

У недавној студији, физичари су коначно успели да то докажу понашати се као нешто између између понашања бозона и фермиона. Штавише, њихово понашање је потпуно у складу са теоријским предвиђањима.

Више на тему: Научници из ЦЕРН-а су на прагу откривања „нове физике“

Какве везе са тим имају гравитациони таласи?

Дакле, уз освежење о стандардном моделу,који објашњава како честице невидљиве оку интерагују да би створиле стварност, идемо даље: ако интеракција елементарних честица ствара наш свет, може ли физика да објасни наше постојање?

Врло слично томе.Барем астрофизичари верују да је на почетку универзума постојала неравнотежа између материје и антиматерије. А да би разумели одакле долази, научници су се окренули гравитационим таласима.

Гравитациони таласи - ово су промене у гравитационом пољу,ширећи се као таласи. Једноставно, они искривљују простор-време. Више о томе шта су гравитациони таласи и када и како су откривени прочитајте у фасцинантном материјалу мог колеге Артема Сутјагина.

Гравитациони таласи могу да реше космолошку кризу

Тим теоријских физичара предвођен Грејемом Вајтом са Кавли института за физику и математику универзума фокусирао се на феномен који се зове К-лоптица... Као и код многих концепата у теоријској физици, К-лопту је релативно тешко објаснити.

У међувремену, један од највећих космолошкихмистерија је зашто се универзум састоји од много више материје него антиматерије. Недавно је тим теоријских физичара схватио где да тражи одговор – потребно је детектовати гравитационе таласе које стварају бизарни квантни објекти звани К-лопте.

Не заборавимо да свака врста обичне честице материје има партнера из антиматерије са супротним карактеристикама. Дакле, када материја ступи у интеракцију са антиматеријом, они уништавају једни друге... Управо та чињеница чини наше постојање мистеријом, пошто су космолози готово сигурни да је у зору универзума постојала једнака количина материје и антиматерије.

ЛИГО-ови гравитациони таласи потичу од судара црних рупа

Али ако сви ови партнери у материји иантиматерија је требало да се међусобно уништава, Универзум би уопште остао без материје. Али материја, као што знамо, постоји, и истраживачи постепено почињу да схватају око чега је сва та гужва.

Питаћете се: Могу ли гравитациони таласи решити кризу космологије?

Један потенцијални разлог би могао битиК-лопте – теоријске „групе“ које су настале непосредно после Великог праска, пре него што је Универзум почео да се шири. Ови објекти морају да садрже сопствену асиметрију материје и антиматерије. То значи да се унутар сваке К-лоптице налазе неједнаке фракције материје и антиматерије.

И ако би К-лоптице ослободиле више материје,него антиматерија, то би изазвало гравитационе таласе у простор-времену. Према новој студији објављеној у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс, онда би К-лопте могле бити откривене помоћу гравитационих таласа. Али како?

Распад К-лоптице је кључ за стварање гравитационих таласа

Заправо, К-лоптице Да ли су акумулације наелектрисаних поља којепретворио у грудве и слепио се. Једном залепљене, имају тенденцију да трају дуго, преживљавајући позадинско зрачење од ширења универзума. Али оно што је потенцијално интересантно у вези са њима је шта се дешава када се К-лопте распадну.

Колапс К-лопте је брз и насилан.И то толико да формирају гравитационе таласе! Штавише, ови догађаји распадања су релативно чести и научници морају имати средства да их открију. Опсерваторије гравитационих таласа као што је ЛИГО су већ откриле гравитационе таласе из других извора, упоредиве по јачини и фреквенцији са таласима изазваним распаднутим К-лоптицама.

Вероватно ћемо ускоро научити много о Универзуму.

Да ли желите да увек будете свесни најновијих вести из света и високих технологија? Претплатите се на наш Телеграм канал - тако да сигурно нећете пропустити ништа занимљиво!

Имајте на уму да до сада нису откривени гравитациони таласи који се приписују распаду К-лопти. Без обзира на то, др Вајт и његове колеге су оптимисти у погледу непосредне будућности:

Готово сигурно ћемо ускоро пронаћи сигнал сапочетак времена, потврђујући ову теорију зашто ми и остатак света материје уопште постојимо. Ово је фасцинантна изјава и требало би да заинтересује свакога ко се интересује зашто материја уопште постоји, пишу аутори научног рада.

Разумевање како наш свет функционише није лако, али изгледа да је стварно

И на крају, желео бих да вас подсетим - очигледно уУ наредним годинама чека нас огроман број открића. Раније ове године разговарали смо о „новој сили природе“ – научници у ЦЕРН-у су заиста на ивици откривања „нове физике“.

Зато се радујемо даљим истраживањима и покушавамо да разумемо невероватно тешку за људско разумевање физику грађених блокова нас самих и нашег Универзума.