Малките количества на литий във Вселената, в сравнение с теоретичните очаквания, би могло да се обясни с хипотетични леки и електрически неутрални частици, според ново изследване, съобщава Рhysics.

Изследването на трима учени - от австрийския Институт за физика на високите енергии - Андреас Гауделис (Andreas Goudelis) и Йозеф Прадлер (Josef Pradler) и от канадския Университет Виктория - Максим Поспелов (Maxim Pospelov) предлага обяснение на "загадката на лития", като се запазва и теорията на Големия взрив. Работата им е публикувана в Physical Review Letters.

Повече от десетилетие космолозите са озадачени от очевидния дефицит на литий във Вселената. Теорията за образуването на частиците на ядрото след Големия взрив или нуклеосинтезата (Big bang nucleosynthesis - BBN), теорията, която прогнозира как най-леките елементи се формират в първите минути след Големия взрив, надценява количеството на изотопа литий-7 в космоса около 3 пъти. За другите леки елементи, водород и хелий, предсказанията на BBN съответстват на наблюдаваните стойности.

Почти всички химични елементи се създават в "термоядрените реактори" на звезди и свръхнови. Големият взрив произвежда само гориво за тях - някои от най-леките елементи. Най-много е водородът, който все още е най-честосрещаният елемент във Вселената. Формирани са и малки количества хелий, берилий и литий.

Почти всичкият литий е образуван от разпадането на берилий. В стандартната BBN, литий-7 се произвежда от радиоактивното разпадане на берилий-7, който води началото си от сливането на два хелиеви изотопа. Следователно, количеството на литий-7 е пряко свързано с производството на берилий-7. Гауделис и колегите му показват, че производството на берилий-7 може да бъде намалено от наличието на леки, краткотрайни, неутрални частици, които имат преки взаимодействия с кварките, от които са съставени частиците на ядрата, протони и неутрони.

Частици с маса между 2 и 20 MeV (4-40 пъти повече от масата на електрона) може да се намесва в този процес като взаимодействат с берилий-7 и  и деутерий (²H) разпадат ядрата му на малки парчета, които не могат да се произвеждат литий. Освен това тези частици може да се разпадат след 100 до 10 хиляди секунди и не оказват голямо влияние върху други процеси.

^{Източник: Light Particle Solution to the Cosmic Lithium Problem, Andreas Goudelis, Maxim Pospelov, and Josef Pradler/ Phys. Rev. Lett. 116, 211303 – Published 25 May 2016}

Моделът, предложен от екипа, описва частица, която в епохата непосредствено след Големия взрив може да се отрази само на образуването на литий, без да засяга нормалната скорост на образуване на другите леки елементи. Това е така, защото, първо, частиците не могат да взаимодействат с хелия заради тяхната маса, и второ, неутроните, възникващи от разделянето на деутерия унищожават литий-7, преди да бъдат "върнати" на водород, произвеждайки деутерий в количества, предвидени от теорията BBN. Остава да се види дали тези частици ще бъде открити в предстоящите експерименти с Големия адронен колайдер.