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 7097 0 Научные открытия
0
Темную энергию связали с началом коллапса Вселенной
Физики из Калифорнийского университета в Дэвисе и Ноттингемского университета предложили модификацию общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, следствием которой является коллапс Вселенной в будущем, а также описали механизм этого процесса. Результаты своих исследований авторы опубликовали в двух ..
2015-04-02 4493 0 Научные открытия
-2
Изменение скорости света связали с темной материей
Физики из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее предположили, что темная материя может приводить к изменению фундаментальных констант, в частности, скорости света в вакууме. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться ..
2015-11-22 3968 0 Научные открытия
0
Физики предложили объяснение трехмерности Вселенной
Физики из Великобритании, США, Германии и Португалии попробовали объяснить пространственную трехмерность наблюдаемой Вселенной и указать на возможные причины ее раннего инфляционного расширения. Препринт своего исследования авторы выложили на ресурсе arXiv.org, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте New Scientist. Согласно выдвинутой ..
2015-09-03 4545 0 Научные открытия
1
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 2413 0 Научные открытия
1
Физики вновь не обнаружили темную материю
В ходе экспериментов по поиску частиц темной материи ученые не нашли следов U-бозона. Физики исключили этот фотон из списка основных кандидатов на роль частиц темной материи. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physics Letters B, кратко с ним можно ..
2014-05-14 1460 0 Научные открытия
0
Физики из ЦЕРНа уточнили массу бозона Хиггса
Физики двух коллабораций ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) и CMS (Compact Muon Solenoid) объединили свои данные по массе бозона Хиггса и таким образом получили ее уточненное значение. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. Уточненное значение массы бозона Хиггса равняется 125,09±0,24 ..
2015-03-20 2314 0 Научные открытия
0
Хиггс из релаксиона
В апреле 2015 года физики-теоретики выложили на ресурс arXiv.org работу, предлагающую новый механизм возникновения большого разрыва между энергиями наблюдаемых элементарных частиц и характерными масштабами квантовой гравитации. Исследование ученых также объясняет современное значение массы бозона ..
2015-11-28 7428 0 Научные открытия
0
Холодную темную материю связали с конденсатом Бозе-Эйнштейна
Физики из Тайваня и Испании смоделировали темную материю как бозе-эйнштейновский конденсат вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Университета Страны Басков. Ученые пришли к выводу, что возмущения бозе-эйнштейновского конденсата легких бозонов ..
2014-07-03 2182 0 Научные открытия
0
Нобелевский лауреат предположил открытие суперсимметрии
Физики из Университета Джонса Хопкинса, среди которых — лауреат Нобелевской премии Адам Рисс, предположили, что коллаборация LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) косвенно подтвердила существование суперсимметрии. Исследование авторов опубликовано на сайте arXiv.org.Физики полагают, что обнаруженные LIGO ..
2016-03-07 1983 0 Научные открытия
0
Ученые ЦЕРН находят ключи к антивеществу
Большой адронный коллайдер (БАК) дает новые ключи к разгадке одной из основных тайн Вселенной: почему в ней преобладает вещество, а не антивещество, пишет Financial Times. Антивещество является зеркальным отражением вещества, а если они встречаются, то уничтожают друг друга, в результате чего ..
2012-09-9 2091 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 2156 0 Научные открытия
0
Специалисты CERN рассказали об открытии бозона Хиггса
На семинаре, состоявшемся сегодня в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), физики экспериментов ATLAS и CMS представили свои последние результаты. Учёные подтвердили существование долгожданной "частицы Бога" – бозона Хиггса. Оба эксперимента поймали новую частицу в области масс ..
2012-07-4 1520 0 Научные открытия
0
БХ может указывать на ограниченность времени жизни Вселенной
Работающий с БАКом физик-теоретик Джозеф Ликкен (Joseph Lykken) из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми представил на собрании Американской ассоциации содействия развитию науки в Бостоне (США) новое, пока не опубликованное исследование, в котором постулируется, что последовательный анализ открытия ..
2013-02-19 2516 0 Научные открытия
0
Асимметрию времени проверят при помощи изотопов радия
Физики из США решили при помощи радиоактивного изотопа радия-225 проверить симметрии уравнений физики элементарных частиц относительно обращений времени и координат. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters. T- и P-симметрии (относительно замены времени и пространственных ..
2015-06-11 6603 0 Научные открытия
0