30 юни 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Мултивселената може да разреши две фундаментални физични загадки наведнъж

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 31 януари 2022 в 00:01 60830
Илюстрация на мултивселена. Кредит: Wikimedia Commons

Двама теоретици предлагат нова теория, която обяснява както изненадващо малката маса на Хигс бозона, така и озадачаващите свойства на симетрия на силното взаимодействие.

Стандартният модел на физиката на елементарните частици е изключително успешен, предоставяйки експериментални прогнози, които точно описват повечето от частиците и фундаменталните сили на нашата Вселена. Но моделът има някои крещящи дупки. Той не съдържа жизнеспособни частици тъмна материя, липсва му обяснение за ускоряващото се разширяване на Вселената и предсказва маса на Хигс бозон, която е поне тройна от измерената в експериментите.

Откриването на бозона на Хигс е забележително в историята на физиката. То обяснява нещо фундаментално: как елементарните частици, получават своите маси (тези, които имат маса). Но също така отбелязва нещо не по-малко фундаментално: началото на ерата на подробното измерване на свойствата на частиците и откриването на това, което те биха могли да разкрият за природата на Вселената.

Едно такова свойство е масата на Хигс бозона, която със своите 125 GeV е изненадващо малка. Изложени са много теории за обяснение на тази малка маса, но нито една досега не е потвърдена с данни. В статия, наскоро публикувана във Physical Review Letters, Рафаеле Тито Д'Аньоло (Raffaele Tito D'Agnolo) от Френската комисия за алтернативни енергии и атомна енергия (CEA) и Даниеле Терези (Daniele Teresi) от ЦЕРН предлагат нова теория, която да обясни както лекотата на бозона на Хигс, така и друга загадка на фундаменталната физика.

Ето каква е идеята на двамата физици. В ранните си моменти Вселената е съвкупност от много вселени, всяка с различна стойност на масата на Хигс, а в някои от тези вселени бозонът на Хигс е лек. В този модел на мултивселената вселените с тежък Хигс бозон колапсират за много кратко време, докато вселените с лек Хигс бозон оцеляват при този колапс. Нашата съвременна вселена би била една от тези оцелели вселени с лек бозон на Хигс.

Нещо повече, моделът, който включва две нови частици в допълнение към известните частици, предвидени от Стандартния модел, може също да обясни озадачаващите свойства на симетрия на силното взаимодействие, която свързва кварките заедно в протони и неутрони, а протоните и неутроните в атомни ядра.

Въпреки че теорията за силното взаимодействие, известна като квантова хромодинамика, предсказва възможен срив в силните взаимодействия на фундаментална симетрия, наречена CP симетрия, такова разпадане не се наблюдава в експериментите. Една от новите частици в модела на Д'Аньоло и Терези може да реши този така наречен силен CP проблем, правейки силните взаимодействия CP симетрични. Освен това същата нова частица може да обясни и тъмната материя, за която се смята, че съставлява по-голямата част от материята във Вселената.

Четност. преобразуванияИлюстрация на CP симетрия:quantum diaries

Очевидно, CP-симетрията също трябва да се нарушава – живеем в свят, доминиран от материя (в противен случай щяхме да наблюдаваме изобилие от гама-лъчи от анихилацията на галактики антиматерия и материята). Но изглежда антиматерията във Вселената липсва – излиза, че материята и антиматерията не са симетрични.

Макар, че поотделно C (симетрия на зарядите) и P (огледална симетрия) – симетриите да се нарушават, заедно CP-трансформацията превръща частиците в античастици, т.е. установява се симетрията между материя и антиматерия.

Лявоориентираната Вселена е еквивалентна на дясноориентираната АнтиВселена.

Няма, разбира се, окончателно решение дали новият модел или някой от многото други модели, които са били предложени да обяснят масата на Хигс бозона или силния CP проблем, е валиден.

„Всеки модел идва с предимства и ограничения“, коментира Терези. „Нашият модел се откроява, защото е прост, общ и решава едновременно тези две на пръв поглед несвързани проблема. И предсказва отличителни черти в данните от експерименти, които имат за цел да търсят тъмна материя или електрически диполен момент в неутрона и други адрони.

Справка: “Sliding Naturalness: New Solution to the Strong-CP and Electroweak-Hierarchy Problems” by Raffaele Tito D’Agnolo and Daniele Teresi, 12 January 2022, Physical Review LettersDOI: 10.1103/PhysRevLett.128.021803

Източник:

A Crunching Multiverse To Solve Two Fundamental Physics Puzzles at Once
ANA LOPES, CERN

Multiverse Explanation for Small Higgs Mass, Physics


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Физика
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.