Axions می تواند باز کردن رمز و راز که چرا شما وجود دارد

فرضی ذرات به نام axion می تواند به حل یکی از فیزیک’ اسرار: بیش از ماده بیش از ضد ماده یا چرا ما اینجا هستیم تا در همه.

با توجه به مدل استاندارد فیزیک ذرات که جهان ما متولد شد, در این جلسه از ماده و ضد ماده باید نابود یکدیگر است. که بدان معنی است که هیچ چیز—هیچ زمین بدون خورشید هیچ کهکشان هیچ انسان—وجود داشته باشد. اما ما انجام دهد.

“وجود دارد روشن تناقض با مدل استاندارد می گوید:” ریموند شرکت یک فیزیکدان و پژوهشگر فوق دکترا در دانشگاه میشیگان. “به همین دلیل است که کل جهان را پر از ماده و بسیار بسیار کمی ضد ماده?”

Axions و مشکلات مدل استاندارد

مدل استاندارد فیزیک ذرات را توضیح می دهد سه نیروی بنیادی در جهان: الکترومغناطیس, نیروی ضعیف و نیروی قوی است. الکترومغناطیس است که نیروی بین ذرات است که یک مسئول است. نیروی ضعیف باعث نوترون به شکستن. نیروی قوی توضیح می دهد که چرا ذرات زیر اتمی مانند نوترون و پروتون با هم نگه دارید.

اما وجود دارد چند تناقض در مدل استاندارد یکی از آنها عدم تعادل بین ماده و ضد ماده. مدل استاندارد نیز توضیح نمی دهد وجود ماده تاریک و نه آن را توضیح مشاهده ملک از نوترون.

برای حل این نوترون مشکل فیزیکدانان در سال 1977 پیشنهاد فرضی ذرات به نام axion. پنج سال بعد محققان دریافتند که axion بود و قادر به حل این مشکل از ماده تاریک به عنوان به خوبی.

در حال حاضر شرکت و coauthor Keisuke Harigaya یک محقق در موسسه مطالعات پیشرفته نشان می دهد که axion ممکن است توضیح دهد و در عین حال یکی دیگر از مشکل: عدم تعادل بین ماده و ضد ماده.

فرضی ذرات axion است infinitesimally نور—حداقل میلیاردها بار سبک تر از پروتون و تقریبا نمی کند و ارتباط برقرار کردن با مواد طبیعی. این توضیح می دهد که چرا آنها نشده است شناسایی شده و حتی با ابزار است که اجازه می دهد تا ما را به کشف پروتون, نوترون و الکترون.

حل معضلات فیزیک

دانشمندان اولین فرضیه این axion به آدرس یک تناقض به نام قوی CP مشکل است. همانطور که شما ممکن است آموخته اند که در دبیرستان, فیزیک, الکترون دارای بار منفی پروتون ها دارای بار مثبت و نوترون بدون شارژ. نوترون ساخته شده بیشتر از ذرات بنیادی به نام کوارک این است که آیا باید اتهامات عنوان شده علیه. بنابراین فیزیکدانان انتظار نوترون به تعامل با میدان الکتریکی شرکت می گوید. اما آنها نمی. اگر axion وجود دارد, آن را خاموش تعامل بین نوترون ها و رشته برق حل قوی CP مشکل است.

این axion نیز ممکن است کاندید مناسبی برای ماده تاریک استفاده شده است که به توضیح است که سرعت چرخشی کهکشانها یکی دیگر از تناقض در مدل استاندارد. اگر کهکشان چرخش در سرعت که در آن آنها در حال حاضر در حال چرخش با مقدار گرانش آنها بر اساس نورانی ماده—ماده مشاهده می کنیم به دلیل آن ساطع می کند نور—آنها خواهد پرواز از هم جدا. وجود دارد فقط به اندازه کافی جاذبه به نگه داشتن آنها را با هم. دانشمندان نشان می دهد باید وجود داشته باشد مقدار زیادی از ماده مانند یک میدان گسترده ای از axions—در کهکشان ما نمی بینم که توضیح می دهد که کهکشان ها’, سرعت چرخشی.

قبلا دانشمندان فکر می کردند که در مراحل اولیه از جهان پس از انفجار بزرگ axion زمینه در ابتدا استاتیک و شروع به نوسان به عنوان جهان سرد می شود. “شما می توانید تصور کنید axion به عنوان یک توپ پلاستیکی بطری نوشابه و توپ در حال انجام نوعی از نوسان به جلو و عقب در سراسر پایین ترین نقطه پلاستیکی بطری نوشابه” شرکت می گوید.

در عوض محققان نشان می دهد که axion میدان بود و جالب تر پویایی در این مرحله اولیه. تصویر پلاستیکی بطری نوشابه شرکت می گوید. قبل از نورد عقب و جلو در امتداد پایین بطری axion بود در حال چرخش در یک الگوی دایره ای در اطراف بطری بدن.

شرکت و Harigaya نشان می دهد که از طریق فعل و انفعالات ارائه شده توسط نیروی قوی و نیروی ضعیف چرخش axion ایجاد فقط یک کمی بیشتر ماده نسبت به ضد ماده. هنگامی که ماده و ضد ماده با هم می آیند به جای نابودی کامل یکی از 10 میلیارد نقاط مهم بود سمت چپ به شکل جهان ما امروز می بینیم.

“این axion طرح پیشنهادی نظری ذرات فیزیکدانان” Harigaya می گوید. “از آن به بعد نظری و تجربی ذرات فیزیکدانان اخترفیزیکدانان و کیهان شناسان در حال مطالعه axion همه با هم. ما باید نشان داد جدید cosmological نقش axion با توجه به چرخش. ما امیدواریم که که کار ما بیشتر ترویج تحقیقات میان رشته ای تلاش است.”

“مردم همیشه می خواهند بدانند که چرا ما اینجا هستیم و این ماده-ضد ماده عدم تقارن—در روایتی” شرکت می گوید. “و چه بسیار هیجان انگیز است در کار ما این است که axion می دهد و همزمان توضیح به همه سه مشکل در فیزیک ذرات: ماده تاریک ماده-ضد ماده عدم تقارن و قوی CP مشکل است.

“پس از این مشکلات نبوده است مورد مطالعه به طور همزمان در این axion چارچوب کارهای زیادی باید انجام شود در مورد این موضوع. بیشتر قابل ملاحظه ای از همه این axion چارچوب قرار داده می شود برای انجام آزمونهای تجربی در آینده نزدیک است.”

آینده کار مرتبط می تواند شامل تحقیقات بر روی امواج گرانشی و منشاء neutrino جرم است.

پژوهش را در Physical Review Letters.

منبع: دانشگاه میشیگان

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.nettny.im