Учени откриха възможен отговор на най-голямата загадка – защо съществуваме

Учени смятат, че може би са открили ключа към една от най-големите загадки на науката – защо изобщо съществуваме. Според ново изследване отговорът може да се крие в частица, която физиците дълго време са пренебрегвали, пише Daily Mail.

Двама теоретични физици от Университета в Саутхемптън и Индийския технологичен институт в Канпур предполагат, че загадъчна частица, известна като тежко „дясно“ неутрино, може да е изиграла решаваща роля при формирането на ранната Вселена.

Според учените без влиянието на тази частица Вселената, каквато я познаваме днес, може би никога нямаше да съществува.

„Това тежко дясно неутрино често е било пренебрегвано заради слабите си взаимодействия и голямата си маса, което го е карало да изглежда незначително в много модели на физиката на елементарните частици“, обяснява съавторът на изследването д-р Ришав Рошан от Университета в Саутхемптън.

По думите му обаче потенциалното влияние на частицата върху развитието на Вселената досега не е било напълно оценено.

Защо материята е оцеляла след Големия взрив?

Един от най-големите проблеми пред съвременната физика е свързан с първите мигове след Големия взрив.

Според утвърдените теоретични представи при раждането на Вселената би трябвало да са се образували приблизително равни количества материя и антиматерия.

Когато частица материя срещне съответната ѝ античастица, двете се унищожават взаимно, освобождавайки енергия под формата на лъчение.

Ако количествата им бяха абсолютно равни и всички частици се бяха сблъскали със своите античастици, не би останала материя, от която да се образуват звезди, планети и живот.

В действителност обаче наблюдаваната Вселена е изградена предимно от материя.

„Въпреки че Големият взрив би трябвало да е произвел равни количества от двете, виждаме, че Вселената е съставена предимно от материя“, посочва д-р Рошан.

Тази загадка е известна като асиметрия между материята и антиматерията.

Частица, пренебрегвана десетилетия

В изследването си, публикувано в научното списание Physical Review Letters, учените насочват вниманието към рядко разглеждана частица – тежкото дясно неутрино, което почти не взаимодейства с останалата материя.

Обикновените неутрино са изключително малки, електрически неутрални елементарни частици, които взаимодействат толкова слабо с веществото, че могат да преминават през огромни количества материя, без да бъдат забелязани.

Някои теории предполагат съществуването и на три тежки десни неутрино. Едно от тях досега е било до голяма степен пренебрегвано, защото практически не участва в познатите взаимодействия.

Изследователите обаче предполагат, че точно тази частица може да е оказала огромно влияние върху развитието на ранната Вселена.

Заради изключително слабите си взаимодействия и бавното си разпадане тежките неутрино биха могли за кратък период да са съдържали повече енергия от околното лъчение.

Това би променило скоростта на разширяване на Вселената и температурата, при която са протичали важни взаимодействия между елементарните частици.

„Неутриното, особено тежкото дясно неутрино, може да повлияе върху образуването на материя и антиматерия. Като влияе върху взаимодействията и разпадането на частиците в ранната Вселена, то може да благоприятства образуването на повече материя, отколкото антиматерия“, обяснява д-р Рошан.

Една допълнителна частица на милиард може да е направила живота възможен

Учените са използвали теоретични модели, за да изследват как подобни частици биха повлияли на процесите непосредствено след Големия взрив.

Изчисленията им показват, че влиянието на тежките неутрино може да е допринесло за създаването на съвсем малък дисбаланс между материята и антиматерията.

Дори ако на всеки милиард частици и античастици е останала само една допълнителна частица материя, това би могло да обясни наличието на веществото, от което днес са изградени галактиките, звездите, планетите и хората.

Засега обаче това е теоретична хипотеза. Учените все още не са доказали съществуването на въпросните тежки неутрино, нито че именно те са причинили наблюдаваното преобладаване на материята.

Изследователите се надяват, че бъдещи експерименти във физиката на елементарните частици и нови детектори за гравитационни вълни ще помогнат за проверката на теорията.

Според д-р Рошан подобни наблюдения могат да разкрият следи от процесите, протекли в първите мигове от съществуването на Вселената, и да приближат науката до отговора на въпроса защо материята е надделяла над антиматерията.

Източници: Daily Mail, Университетът в Саутхемптън и оригиналното научно изследване в Physical Review Letters

Мария Пенчева