Наука

Нова елементарна частинка може виявитися «атомом» темної матерії

Дослідники вважають, що знову ідентифікована субатомна частинка могла сформувати темну матерію Всесвіту незабаром після Великого вибуху, який стався приблизно 13,8 мільярда років тому.

Хоча вченим вдалося з’ясувати, що до 27 відсотків матерії у Всесвіті може припадати на темну матерію, наше розуміння цієї таємничої субстанції дотепер залишається вельми мізерним, оскільки ніхто ніколи не спостерігав її безпосередньо.

Тепер у новому дослідженні фізики-ядерники припускають, що темна матерія може складатися з недавно виявлених часток – гексакварків d*.

Як протони, так і нейтрони складаються з трьох дрібних часток, названих кварками. Гексакварки відрізняються тим, що складаються не з трьох, а з шести кварків. Їх існування було передбачене ще кілька десятиліть тому, і в 2014 р. вченим вдалося підтвердити цю гіпотезу.

Хоча ці екзотичні частинки складаються з більшого числа кварків, ніж протони, насправді гексакварки набагато менші за розмірами, ніж добре знайомі нам частинки. Гексакварки відносяться до бозонів, і це означає, що множини гексакварків d* можуть формувати структури, які відрізняються від тих структур, що утворюють протони й нейтрони.

Згідно Михайлу Башканову з кафедри фізики Йоркського університету, Великобританія, гексакварки могли конденсуватися, формуючи темну матерію, в незвичайних умовах відразу після Великого вибуху.

В перші моменти після цієї події Всесвіт являла собою океан субатомних частинок, який поволі остигає, і виглядає як «велика каструля супу з кварків», сказав Башканов.

У своєму дослідженні Башканов і його колега Даніель Уоттс (Daniel Watts) показують, що в ранній період розвитку Всесвіту гексакварки d* могли при охолодженні формувати те, що називають конденсатом Бозе-Ейнштейна (BEC).

BEC являє собою екзотичний, п’ятий стан матерії, який спостерігається, коли хмара субатомних частинок остигає до температур, що наближаються до абсолютного нуля Кельвінів (мінус 273,15 градусів Цельсія). За цих екстремальних температурах частинки об’єднуються в єдину структуру, яка може бути описана за допомогою хвильової функції. Іншими словами, частинки об’єднуються і поводяться так, немов вони являють собою єдиний атом.

Незважаючи на те що гексакварки в лабораторії схильні до швидкого спонтанного розпаду, Башканов вважає, що вони є набагато більш стабільними і довгоживучими в надрах нейтронних зірок і, можливо, також у складі BEC.

Тому, як пояснив Башканов, вчені вважають, що незабаром після формування Всесвіту в результаті Великого вибуху гексакварки могли сконденсуватися в BEC – і цей унікальний BEC являє собою те, що ми сьогодні називаємо темною матерією.

Дослідження опубліковане в журналі Physics G Letters.

Натхнення: earth-chronicles.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть