Физики объяснили расхождение масс частиц во Вселенной

Физики объяснили расхождение масс частиц во Вселенной

Физики-теоретики из США и Японии предложили новое объяснение проблемы электрослабой иерархии в физике элементарных частиц. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них в своей колонке в онлайн-издании Physics рассказал физик Майкл Дайн из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

В своей работе физики предложили модель, в которой, наряду с полем Хиггса из Стандартной модели (современной парадигмы физики частиц), присутствует новое поле, аналогичное аксионному. Связанная с последним полем гипотетическая частица позволяет решить сильную CP-проблему в квантовой хромодинамике — отсутствие в эксперименте нарушения инвариантности уравнений теории при одновременных зеркальном отражении и замене частиц на античастицы, когда теоретически такое нарушение возможно.

Масса бозона Хиггса в модели ученых зависит от величины аксионоподобного поля. Сразу после Большого взрыва его значение было велико, однако Вселенная постепенно эволюционировала в мир с наблюдаемыми сегодня параметрами. Модель ученых совместима с инфляционной теорией (согласно которой Вселенная после Большого взрыва находилась в стадии экспоненциального расширения), а эволюция нового поля останавливается, когда массы электрослабых бозонов принимают современные значения (после этого аксионоподобное поле начинает осциллировать).

Проблема иерархии масс связана с большим разрывом между экспериментально наблюдаемыми массами элементарных частиц и масштабами энергий ранней Вселенной. В частности, масса самой тяжелой частицы Стандартной модели равна примерно 173,1 гигаэлектронвольта, тогда как планковская масса (являющаяся верхним пределом для масс частиц и характерным масштабом для теории струн) равна 2,43x1018 гигаэлектронвольт. В своей работе авторы попытались объяснить не всю наблюдаемую иерархию масс, а только электрослабую. В этом случае энергетический масштаб примерно равен 246 гигаэлектронвольт (этому значению отвечает вакуумное ожидание хиггсовского поля).

В настоящее время существуют три объяснения такого разрыва. Первое связано с существованием других (еще не открытых экспериментально) частиц. На их роль претендуют, в частности, суперсимметричные частицы и темная материя. Второе объяснение не предполагает введение новых частиц и сводится к так называемому антропному принципу: Вселенная такая, какая есть (с заданным набором описывающих ее природу параметров), так как иначе не существовало бы человека, задающего такие (в частности, об иерархии масс) вопросы. Третье объяснение сводится к существованию мультивселенной.

Lenta.ru

Похожие новости:
Физики объяснили роль гравитации в проявлении квантовых свойств
Физики из Австрии объяснили роль гравитации в подавлении проявления квантовых свойств микромира. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics. Исследование микромира — взаимодействий элементарных частиц — проводится, как правило, на низких энергиях в пренебрежении эффектами гравитации. Однако ..
2015-06-16 7202 0 Научные открытия
0
Астрономы нашли причину ускорения частиц в радиационном поясе Земли
Ученые из США, Франции и Украины существенно продвинулись в объяснении причин ускорения частиц в паре радиационных поясов Земли. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте НАСА. Специалисты выяснили, что заряженные частицы ..
2014-07-17 1510 0 Научные открытия
1
В ЦЕРНе открыли новый источник асимметрии материи и антиматерии
Коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), работающая на Большом адронном коллайдере (БАКе), обнаружила нарушение CP-инвариантности в распадах барионов — самое значительное известное проявление асимметрии между материей и антиматерией среди частиц, состоящих из трех кварков. ..
2017-01-31 10610 0 Научные открытия
0
Ученые придумали фотонный коллайдер
Физики-теоретики из Великобритании и Германии предложили схему получения материи из света. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Photonics, кратко с ним ознакомится можно на сайте Phys.org. Ученые придумали установку, в которой фотоны (безмассовые частицы света) превращаются в массивные частицы, ..
2014-05-19 2277 0 Научные открытия
0
Найдено подтверждение теории тяжелой темной материи
Астрофизики нашли доказательства в пользу того, что темная материя образована тяжелыми частицами. Статьи ученых приняты к публикации в Physical Review Letters, а их препринты доступны на сайте arXiv.org (здесь и здесь). Согласно современным представлениям, большая часть материи в космосе приходится ..
2011-11-30 2058 0 Научные открытия
0
Результаты эксперимента ЦЕРНа указали на отклонения от Стандартной модели
Ученые ЦЕРНа сообщили о подтверждении своих предыдущих результатов, согласно которым они наблюдали отклонение полученных экспериментальных данных от Стандартной модели физики элементарных частиц. Об этом сообщается на сайте Европейской организации по ядерным исследованиям. В эксперименте под названием LHCb ученые ..
2015-03-24 2527 0 Научные открытия
1
Физики установили мировой рекорд для компактного ускорения частиц
Физики из Калифорнии установили мировой рекорд для компактного ускорителя частиц, разогнав с помощью лазера до высоких энергий субатомные частицы (электроны). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ..
2014-12-10 1855 0 Научные открытия
2
Физики объяснили природу третьего радиационного пояса Земли
Международная группа астрофизиков во главе с Юрием Шприцем из Массачусетского технологического института и Сколковского технологического института определила природу недавно открытого третьего радиационного пояса Земли. Ученые показали, что во внешнее кольцо, обнаруженное в феврале 2013 года, попадают ультрарелятивистские ..
2013-09-23 1695 0 Научные открытия
0
Коллаборация OPERA в пятый раз обнаружила тау-нейтрино
Коллаборация Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (OPERA) с достоверностью пять сигм в пятый раз обнаружила тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. Эксперимент OPERA призван доказать существование нейтринных осцилляций: превращений трех типов (электронного, ..
2015-06-17 6569 0 Научные открытия
0
Китай осуществит квантовую телепортацию на 1200 километров
Китайские ученые летом 2016 года проведут первый в мире эксперимент по осуществлению квантовой телепортации на расстояние более 1200 километров. Об этом сообщает Nature News.Для эксперимента ученые планируют запустить в июне 2016 года спутник. Таким образом, ..
2016-01-14 2339 0 Научные открытия
1
Ученые обнаружили ранее неизвестную науке частицу
Ученые Европейской организации по ядерным исследованиям сделали новое громкое открытие. Специалисты, которые работают с Большим адронным коллайдером, обнаружили на его детекторе ранее неизвестную науке частицу. Назвали ее весьма поэтично — "возбужденный прелестный кси-барион", передает телеканал ..
2012-05-2 2219 0 Научные открытия
0
Физики показали процесс появления черных дыр в коллайдере
Ученые провели моделирование возникновения черных дыр в результате столкновения частиц в ускорителе и установили, что необходимая для этого энергия в 2,4 раза меньше, чем считалось ранее. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводит сайт Американского физического общества. ..
2013-03-12 2558 0 Научные открытия
0
CERN превратил Солнце в линзу для аксионного телескопа
18 декабря в CERN на солнечно-аксионном телескопе CAST прошел первый сеанс поиска частиц-кандидатов на роль темной материи, излучаемых сверхмассивной черной дырой, расположенной в центре Млечного Пути. Солнце в этот день было точно на линии между Землей и сверхмассивным объектом и могло ..
2016-12-21 4352 0 Научные открытия
0
Австралийские физики успешно испытали захватный луч
Австралийские физики создали и успешно испытали притягивающий (захватный) луч, сообщает интернет-издание Cnet. Полученный при помощи полого лазерного луча (яркого по краям и темного в центре), он смог переместить частицы диаметром 0,2 миллиметра на 20 сантиметров. Это расстояние примерно в сто раз больше, чем во время ..
2014-10-22 2292 0 Научные открытия
0
Физики вновь не сумели разглядеть темную материю
Физики, работающие с детектором LUX, провели повторный анализ данных, собранных в октябре 2013 года, и подтвердили, что частиц темной материи детектор не обнаружил. Об этом сообщается в на сайте проекта (pdf). В рамках работы ученые провели калибровку детектора, используя ..
2014-02-21 1453 0 Научные открытия
0