Спустя 50 лет физики выяснили, что на самом деле удерживает всю материю Вселенной вместе

Протоны находятся в ядрах атомов вместе с нейтронами, и состоят из более мелких частиц под названием кварки. Теперь физики обнаружили, что одно из определяющих свойств протона может работать иначе, чем предполагалось. Это открытие может помочь объяснить давнюю загадку о том, что именно удерживает всю материю вместе во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Science, пишет ScienceAlert.

• Протон – это стабильная элементарная частица, которая входит в состав атомных ядер всех химических элементов. Протон состоит из трех кварков и вместе с нейтроном является барионной частицей.
• Валентные кварки — это фундаментальные элементарные частицы, которые определяют квантовые числа, электрический заряд и основные физические свойства протонов и нейтронов.
• Глюон — элементарная безмассовая частица, фундаментальный переносчик сильного взаимодействия.
• Сильное взаимодействие — это одна из четырех фундаментальных сил природы вместе с гравитационным, электромагнитным и слабым взаимодействием. В сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны и он отвечает за притяжение между протонами и нейтронами в атомных ядрах.

Стабильность протона связана с сохранением барионного числа, что помогает отличать материю от антиматерии. То есть обычные частицы от античастиц с противоположным электрическим зарядом. Принято считать, что барионное число определяется тремя валентными кварками, из которых состоят протоны и нейтроны. Теперь же физики нашли доказательства, опровергающие модель валентных кварков.

Ученые пришли к выводу, что барионное число фактически переносится в барионном соединении частицы, образованном глюонами, которые действуют как клей, удерживая барионы вместе. Эта теория была предложена еще в 1970-х годах, но только теперь физикам удалось ее доказать. Для этого использовали результаты различных типов столкновений атомных ядре в мощных ускорителях частиц.

Физики проанализировали результаты столкновений и сравнили их с несколькими вычислительными моделями, имитирующими столкновения высокоэнергетических частиц. В итоге исследование опровергло модель валентных кварков.

И все же ученые говорят, что, хотя новые измерения предполагают, что глюоны вносят вклад в перенос барионного числа, они не дают возможности понять природу лежащего в основе механизма.

Дальнейшие исследования могут помочь физикам понять почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Окончательное определение того, какие именно частицы, кварки или глюоны, переносят барионное число, может улучшить понимание того, как сильное взаимодействие между субатомными частицами организует стабильную материю и что вызывает дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной, говорят физики.

Другие новости науки

• Физики обнаружили, что на самом деле скрывается внутри протона.
• Астрономы обнаружили звезды, которых раньше не видели: помогли найти темную материю.