Технології та наука Доведеться переписати історію космосу: фізики вирішили загадку нейтрона і невидимої матерії
Фізики вважають, що може існувати таємничий другий вид атомів водню. Він не взаємодіє зі світлом і може пояснити природу невидимої темної матерії, а також давню загадку у фізиці елементарних частинок.
Related video
Дослідження опубліковано в журналі Nuclear Physics B, пише Live Science.
Фізикам давно не дає спокою так звана загадка про час життя нейтрона. Річ у тім, що два експерименти показують різну тривалість життя вільних нейтронів до того, як вони розпадаються на три інші частинки: протони, електрони та нейтрино. Вільні нейтрони — це частинки, які не пов'язані з атомними ядрами.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
У двох експериментах фізики використовують спеціальні детектори для вимірювання розпадів нейтронів, і вони показують два різні значення тривалості існування вільного нейтрона. Один експеримент показує значення 878 секунд, а другий — 888 секунд. Це більше, ніж статистична похибка.
Автори дослідження вважають, що різні значення з'являються через те, що нейтрон інколи розпадається не на три частинки, а всього на дві: атом водню і нейтрино. Оскільки атом водню електрично нейтральний, він може проходити через детектори непоміченим, створюючи хибне враження про розпади нейтрона. При цьому виникає другий вид атомів водню, який не взаємодіє зі світлом. Таким чином ці атоми майже неможливо виявити.
Розглядаючи другий вид атомів водню, фізики дійшли висновку, що швидкість подвійного розпаду нейтрона може бути збільшена приблизно у 3000 разів. Це збільшило б частоту розпаду приблизно до 1% від усіх розпадів нейтронів і цього достатньо, щоб пояснити різне значення тривалості життя нейтрона. Таким чином це вирішує давню загадку.
Невидимі атоми водню також розв'язують іншу загадку, яка стосується природи темної матерії, невидимої речовини, яка, як вважається, становить більшу частину матерії у Всесвіті.
Фізики припускають, що, якщо ці невидимі атоми були в достатку в ранньому Всесвіті, вони могли б пояснити несподіваний спад у сигналах водню, який спостерігають астрономи. Ці невидимі атоми водню можуть бути домінуючою формою баріонної темної матерії, тобто матерії, що складається з відомих частинок, таких як протони і нейтрони, але у формі, яку важко виявити. Тому для пояснення темної матерії не потрібні ніякі екзотичні нові частинки, просто потрібна нова інтерпретація атомів водню, кажуть фізики.
Наразі вчені готують експеримент, щоб перевірити свою теорію. Якщо експеримент буде успішним, то це буде значний прорив, як у фізиці елементарних частинок, так і в дослідженні темної матерії, кажуть автори дослідження.
Якщо теорія підтвердиться, то вона може змінити розуміння еволюції Всесвіту. Вчені кажуть, що точне значення часу життя нейтрона має вирішальне значення для розрахунку кількості водню, гелію та інших легких хімічних елементів, які утворилися в перші кілька хвилин життя Всесвіту. Тож підтвердження теорії може переписати найбільш ранню історію космічної еволюції.
Як уже писав Фокус, фізики запропонували новий спосіб виявлення загадкової темної матерії за допомогою експерименту для виявлення гравітації.
Також Фокус писав про те, що небезпечний "бог хаосу" летить до Землі і він прийме гостя з нашої планети. 20 років тому вчені вважали, що астероїд Апофіс може врізатися в Землю в 2029 році, але пізніше з'ясувалося, що він не становить для нас загрози. Проте у вчених буде унікальна можливість вивчити навколоземний астероїд, коли він перебуватиме на відстані ближче, ніж літають деякі супутники.
