Ранната Вселена е била 250 000 пъти по-гореща от ядрото на нашето Слънце. Това е твърде горещо, за да се образуват протоните и неутроните, които изграждат обикновената материя. Учените пресъздават условията на ранната Вселена в ускорители на частици, сблъсквайки атоми със скоростта на светлината.
Измерването на получения поток от частици позволява на учените да разберат как се е образувала материята. Частиците, които учените измерват, могат да се образуват по различни начини: от първичната супа от кварки и глуони или от по-късни реакции.
Тези по-късни реакции започват 0,000001 секунди след Големия взрив, когато съставните частици, изградени от кварки, започват да взаимодействат помежду си.
Ново изчисление определя, че до 70% от някои измерени частици са от тези по-късни реакции, а не от реакции, подобни на тези от ранната Вселена. Изследването е публикувано в списание Physics Letters B.
Това откритие подобрява научното разбиране за произхода на материята. То помага да се определи каква част от заобикалящата ни материя се е образувала през първите няколко части от секундата след Големия взрив и каква част от материята се е образувала от по-късни реакции при разширяването на Вселената.
Този резултат предполага, че голяма част от материята около нас се е образувала по-късно от очакваното. За да разберат резултатите от експериментите с колайдера, учените трябва да намалят количеството на частиците, образувани при по-късните реакции.
Само тези, образувани в субатомната супа, разкриват ранните условия на Вселената. Това ново изчисление показва, че бройката на измерените частици, образувани в реакциите, е много по-голяма от очакваното.
| Символ | Название | Заряд | Маса | |
|---|---|---|---|---|
| български | английски | |||
| Първо поколение | ||||
| d | Долен | down | −1/3 | ~ 5 MeV/c² |
| u | Горен | up | +2/3 | ~ 3 MeV/c² |
| Второ поколение | ||||
| s | Странен | strange | −1/3 | 95 ± 25 MeV/c² |
| c | Чаровен | charm (charmed) | +2/3 | 1,8 GeV/c² |
| Трето поколение | ||||
| b | Дънен | beauty (bottom) | −1/3 | 4,5 GeV/c² |
| t | Върховен | truth (top) | +2/3 | 171 GeV/c² |
Известни са 6 различни "класа", наричани - "аромати"(flavor) кварки, чиито свойства са дадени в таблицата. В допълнение, за калибровъчно описание за силните взаимодействия се въвежда и допълнителна характеристика, наречена "цвят".
През 90-те години на ХХ в. физиците осъзнават, че някои частици се образуват в значителен брой от по-късните реакции след началната фаза на формиране на Вселената. Частиците, наречени D-мезони, могат да взаимодействат, за да образуват една рядка частица - чармоний - частица, състояща се от един чаровен кварк и един чаровен антикварк. Това е вид кварконий, един вид мезон, състоящ се от кварк и антикварк от един и същ аромат.
Сред учените липсва консенсус за това колко важен е този ефект. Тъй като хармоният е рядък, той е труден за измерване. Скорошни експерименти обаче предоставят данни за това колко чармоний и D-мезони произвеждат колайдерите.
Физици от Йейлския университет и Университета Дюк използват новите данни, за да изчислят силата на този ефект. Оказва се, че той е много по-значим от очакваното. Повече от 70 % от измерените количества чармоний биха могли да се образуват при реакции.
Когато горещата супа от субатомни частици се охлади, тя се разширява като огнено кълбо. Всичко това се случва за по-малко от една стотна от времето, необходимо на светлината да премине през един атом. Тъй като това е толкова бързо, учените не са сигурни как точно се разширява огненото кълбо.
Новото изчисление показва, че учените не се нуждаят непременно от подробности за това разширяване. Независимо от това при сблъсъците се получава значително количество чармоний. Новият резултат доближава учените с една стъпка до разбирането на произхода на материята.
Справка: Joseph Dominicus Lap et al, Hadronic J/ψ regeneration in Pb+Pb collisions, Physics Letters B (2023). DOI: 10.1016/j.physletb.2023.138246
Източник: Discovery sheds light on the origins of matter in the early universe, US Department of Energy
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари