Нещодавно виявлена частинка може пояснити найбільшу загадку Всесвіту

Темна матерія становить близько чверті Всесвіту. Темна енергія, яка вважається силою, що рухає розширення Всесвіту, становить близько 68 відсотків. Решта, близько п'яти відсотків, складають видиму Всесвіт, включаючи всі зірки, планети і галактики. Вчені знають, що темна матерія існує через гравітаційну силу, яку вона, здається, впливає на видиму Всесвіт. Вважається, що без темної матерії галактики були б розірвані на частини.

Але оскільки темна матерія не поглинає і не випускає світло, її не можна побачити. Це означає, що вчені не знають, що це таке. Кілька частинок були висунуті в якості кандидатів на темну матерію, і зараз дослідники проводять експерименти з використанням колайдерів частинок, щоб спробувати звузити його.

У дослідженні, опублікованому в журналі Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, Михайло Башканов і Деніел Уоттс з британського Університету Йорка висунули нового кандидата.

Як пояснив Башканов кореспонденту Newsweek у своєму електронному листі, "матерія навколо нас складається з молекул, молекули - з атомів, атоми - з атомних ядер з обертовими навколо них електронами. Атомні ядра складаються з протонів і нейтронів. Протони і нейтрони складаються з кварків. У цьому сенсі кварки є будівельними блоками матерії."

Традиційно протони і нейтрони складаються з трьох кварків кожен. В останні роки вчені виявили екзотичні частинки, що складаються з чотирьох або п'яти кварків, відомих як тетракварки і пентакварки.

Гексакварк, що являє собою шість кварків, був також недавно відкритий. Він містить тільки легкі кварки, сказав Башканов. "Насправді можна утворити d*, розбиваючи протони і нейтрони разом", - пояснив він. "Ми вважаємо, що ця частинка дуже компактна, попри те, що в ній міститься шість кварків, очікується, що вона буде мати розмір протона, який має тільки три кварки."

Вони виявили цю частинку під час експериментів на прискорювачі Юліха в Німеччині, в ході яких вони розбивали протонні пучки на нейтрони. При деякій енергії вони виявили, що виникла нова частинка. В цей час вони проводять додаткові експерименти в спробі вивчити внутрішню структуру гексакварка d-зірки.

Як кандидат від темної матерії, Башканов сказав, що D-зірка має ряд переваг. По-перше, вони знають, що він існує. По-друге, в ранній Всесвіті було багато кварків з високою щільністю, що дуже схоже на їх лабораторні експерименти. Нарешті, вони знають, що частинки з бозонами можуть утворювати конденсати Бозе-Айнштайна, які вважаються кандидатами темної матерії.

"Таким чином, у нас є мотив (гексакварки - це бозони) і можливість (висока щільність в ранньому Всесвіті)", - сказав Башканов. "Те, що ми ще не знаємо, - це здатність: ми ще не знаємо, чи дозволяє взаємодія між гексакварками утворювати конденсат бажаних властивостей. Зараз ми працюємо над цим питанням."

Він сказав, що потрібно зробити ще більшу роботу і що є багато питань без відповідей, але їх пропозицію можна перевірити. - Ця гіпотеза легко може виявитися помилковою. Це і є наука. Ми знаємо безліч симпатичних гіпотез, які виявилися помилковими. Але за допомогою наукової спільноти ми сподіваємося досить швидко прояснити це питання. Ось у чому сила науки."

Джастін Рід, голова відділу фізики Університету Суррея, Великобританія, який не брав участі в дослідженні, сказав, що отримані результати являють собою" цікаву нову ідею. Він сказав Newsweek: "є багато роботи, яку потрібно зробити, щоб дійсно показати, що він може працювати в деталях, але враховуючи, що ми ще не знайшли кандидата на частинку темної матерії, ми не повинні залишати каменя на камені.

"Це обнадійливі перші кроки, але залишається ще багато питань. Такі гексакварки будуть взаємодіяти з фотонами, що може порушити існуючі обмеження щодо спостереження. Детальні розрахунки можуть також виявити проблеми, пов'язані з отриманням їх в достатній кількості в ранньому Всесвіті або з підтриманням стабільності. Цікаво буде подивитися, як це буде відбуватися в подальшій роботі."

Джерела: Newsweek