Неожиданное открытие: физики стали ближе к пониманию возникновения материи во Вселенной

Фото: phys.org

Физики воссоздали в ускорителе частиц условия самой ранней Вселенной путем столкновения атомов друг с другом почти со скоростью света. Таким образом они смогли выяснить, какая часть материи была создана в первые мгновения после Большого взрыва, а которая возникла позже. В результате ученые выяснили, что большее количество материи образовалось позже, чем ожидалось. Результаты исследования опубликованы в журнале Physics Letters B, пишет Phys.

В самом начале своего существования Вселенная представляла сбой горячую смесь из субатомных частиц. Если температура в ядре Солнца составляет примерно 15 млн градусов Цельсия, то в самой ранней Вселенной она была в 250 тысяч раз выше.

Обычная материя, из которой создано все, что нас окружает состоит из протонов и нейтронов, но в ранней Вселенной была слишком высокая температура, что бы они образовались.

Именно столкновение атомов в ускорителе частиц позволяет понять, как именно образовалась материя в самом начале существования Вселенной. Известные частицы были созданы либо в результате столкновения кварков и глюонов, либо в результате более позднего столкновения частиц. Эти более поздние столкновения начались через 0,000001 секунды после Большого взрыва, когда частицы, состоящие из кварков, начали взаимодействовать друг с другом.

Еще в 90- годах прошлого века физики поняли, что некоторые частицы образуются в больших количествах в результате более поздних столкновений после начальной фазы формирования Вселенной. Частицы под названием D-мезонами, могут взаимодействовать и создавать чрезвычайно редкую частицу чармоний (состоит из двухкварковых мезонов).

Результаты нового эксперимента показали, что более 70% измеренного чармония может быть образовано в реакциях более позднего столкновения частиц. То есть количество измеренных частиц, образовавшихся в таких реакциях оказалось намного выше ожидаемого уровня.

Это значит, что большая часть материи во Вселенной могла возникнуть в результате более поздних столкновений частиц, а не столкновений субатомных частиц в первые мгновения после Большого взрыва.

Это открытие улучшает понимание происхождения материи. Оно помогает определить, сколько материи образовалось в первые доли секунды после Большого взрыва, по сравнению с тем, сколько материи образовалось в результате более поздних реакций по мере расширения Вселенной.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform