Невидимую материю Вселенной умеют растолковать черные пионы

    Ученые представили, что черная материя возможно специфичной невидимой и неосязаемой версией пионов, типа мезона — категории частиц, состоящих из кварков и антикварков. Черная материя — это же таинственная субстанция, которая, по воззрению космологов, составляет подле 85% всей материи во Вселенной. Согласно новейшей теории, черная материя может припоминать уже узнаваемые крупицы. Ежели она подтвердится, это же может открыть окно в мир физики невидимой черной материи.

    Один-единственный метод, которым черная материя ведет взаимодействие с чем-либо гораздо, это же гравитация. Ежели вы наберете ведро черной материи, она просочится через него, так как и не реагирует на электрические силы (это же одна из обстоятельств, благодаря которым вы стоите на планете земля — атомы ваших ног отталкиваются от атомов Почвы). А также черная материя и не отражает не поглощает свет. Таким макаром, она невидима и неосязаема.

    Ученые знают об ее существовании по поведению галактик. Массы галактик, рассчитанной по зримому веществу, которое они содержат, недостаточно, дабы они удерживались совместно. Потом гравитационное линзирование продемонстрировало, что свет, преломляющийся в присутствии гравитационных полей, выявляет, что галактические накопления содержат все больше массы, чем видно нашему глазу.

    Невидимые пионы

    Команда из пяти физиков представила, что черная материя возможно представлена невидимой и неосязаемой версией пиона, крупицы, которая существовала открыта в 1930-х годах. Пион — это тип мезона, категории частиц, состоящих из кварков и антикварков; нейтронные пионы путешествуют меж протонами и нейтронами, связывая них в атомных ядрах.

    Большая часть догадок об черной материи допускают, что она состоит из частиц, кои особо и не ведут взаимодействие вместе — проходят насквозь, только немного соприкасаясь. Этакие крупицы именуются малосильно взаимодействующими громоздкими частичками, либо «вимпами». Иная мысль подразумевает, что черная материя состоит из аксионов, гипотетичных частиц, кои умеют решить ряд вопросцев, оставленных Обычной фотомоделью простых частиц. Аксионы тоже и не особо очень ведут взаимодействие меж собой.

    Новое предположение разговаривает об фолиант, что пионы черной материи ведут взаимодействие намного мощнее. Соприкасаясь, они отчасти уничтожаются и преобразуются в обыкновенное вещество. «Это «симп» — сильно взаимодействующая громоздкая частичка, — разговаривает Йонит Хохберг, аспирант Беркли и ведущий создатель научные исследования. — Очень взаимодействующая сама с собой».

    Для аннигиляции перед началом обычной материи крупицы обязаны столкнуться в формате «три к двум», другими словами три крупицы черной материи обязаны повстречать две остальных. Некие «кварки» черной материи, из которых состоят эти крупицы, аннигилируют и преобразуются в стандартную материю, оставляя малость черной материи. При этаком соотношении черная и традиционная материя обязаны образоваться конкретно в тамошних пропорциях, что мы смотрим в нашей Вселенной.

    Невидимую материю Вселенной умеют растолковать черные пионы

    Новое разъяснение подразумевает, что сначала жизни Вселенной черные пионы сталкивались вместе, понижая количество черной материи. Однако по мере расширения Вселенной эти крупицы сталкивались все меньше и пореже, пока что и не рассредоточились перед началом этакий степени, что лишь только встречаются.

    Это же взаимодействие очень припоминает то, что происходит с заряженными пионами в природе. Эти крупицы состоят из верхнего кварка и анти-нижнего кварка. (Кварки бывают шести запахов, либо типов: верхний, нижний, странноватый, очарованный, очаровательный и настоящий). Когда три пиона встречаются, они отчасти аннигилируют и стают двумя пионами.

    «Эта теория базирована на кое-чем схожем — на кое-чем, что уже происходит в природе», — говорит Эрик Кафлик, научный коллега Корнелльского вуза в Нью-Йорке и соавтор научные исследования.

    Различные облики пиона

    Согласно новенькому разъяснению, пионы черной материи обязаны состоять из чего-то хорошего от стандартной материи. Сначала поэтому, что нечто, состоящее из обыкновенных кварков, ординарно и не будет припоминать поведением черную материю. (Хотя существуют теории об фолиант, что черная материя состоит из странноватых кварков).

    Заряженные пионы состоят из верхнего кварка и анти-нижнего кварка либо из нижнего и анти-верхнего кварка, тогда-то как только нейтральные пионы состоят из верхнего кварка и анти-верхнего или нижнего кварка и анти-нижнего.

    В новейшей догадке пионы черной материи состоят из кварков черной материи, кои удерживаются совместно глюонами черной материи. (Нормальные кварки удерживаются совместно стандартными глюонами). Черные кварки, согласно математикам, и не будут припоминать знакомые шесть типов, а уж черный глюон, в отличие от обыкновенных глюонов, будет владеть толпой.

    Черные пионы и карликовые галактики

    Альтернативный соавтор работы, Хитоши Мураяма, доктор физики Калифорнийского вуза в Беркли, полагает, что новенькая догадка может растолковать герметичность энных сортов миниатюрных галактик. Компьютерные расчеты отображают карликовые галактики с позарез плотными центральными регионами, однако астрологи сего в небе и не лицезреют. «Если «симпы» всераспространены, рассредотачивание будет плоским и прекрасно подойдет в качестве объяснения», — разговаривает он.

    Дэн Хупер, научный коллега Государственной ускорительной лаборатории Ферми в Иллинойсе, полагает, что и не вконец уверен, что для ответа на эту загадку об миниатюрных галактиках нужна такова фотомодель черной материи. «Есть горстка граждан, кои рассказывают, что карликовые галактики смотрятся и не эдак, как только мы ожидаем. Однако для чего городить огород? Люди продемонстрировали, что это же возможно вследствие нагрева газа». Другими словами газ, разогретый посередине карликовой галактики, будет владеть наименьшей герметичностью.

    Объемной адронный коллайдер максимально вскоре может решить этот вопросец в пользу единого из лагерей; будут ли «темные пионы» частичками черной материи либо них нет, или существуют что-то альтернативное. Ускорители частиц ишачят, сталкивая атомные ядра — обычно водорода, однако бывают и ядра свинца, к примеру, — практически на световой скорости. В итоге столкновения появляются новейшие крупицы, порожденные энергией столкновения. Эти новейшие крупицы являются собственного рода «осколками».

    Невидимую материю Вселенной умеют растолковать черные пионы

    Кафлик разговаривает, что ежели в ходе столкновения частиц будет выявлена «недостающая масса» (ежели вернее, масса-энергия), это же будет сильным свидетельством в пользу черной материи, которую отыскивают исследователи. Как только вы понимаете, толпа и энергия — переходные понятия; ежели товары столкновения и не будут соответствовать этим же количествам массы и энергии, с которых вы начинаете, это же будет твердить в пользу существования неведомой крупицы, которая куда-то ушла незамеченной.

    Вобщем, этакие измерения сделать мудрено, так как придется просеивать гигантские объемы заданных, дабы узнать, где, как только и посему произошла утечка.

    Альтернативный метод отследить крупицы черной материи может заключаться в сенсоре на базе водянистого ксенона либо германия, в каком электроны будут время от времени сбиваться с атома проходящей крупицей черной материи. Опыты, аналогичные этому, уже проводятся, например, в рамках проекта LUX (Large Underground Xenon) в Южной Дакоте. Пока что ничего обнаружено и не существовало, однако проект занимается поиском «вимпов» (другими словами отыскивает малость альтернативные крупицы). Запланирован пуск новейшей версии опыта; он может выявить альтернативные типы черной материи.