Космос продолжает бросать вызов нашему пониманию, скрывая в своих глубинах фундаментальные загадки. Среди них особенно выделяются две: загадочное преобладание обычной материи над антиматерией и природа темной материи — невидимой субстанции, формирующей гравитационный каркас Вселенной. Ученые выдвигают смелую гипотезу, что обе эти головоломки могут быть решены одной и той же частицей — гипотетическим майорановским нейтрино. Открытие этой частицы способно перевернуть современную космологию.
Величайший дисбаланс: загадка исчезнувшей антиматерии
Одна из самых интригующих загадок мироздания — почему всё, что мы видим, состоит из материи. Согласно фундаментальным законам физики, в момент Большого Взрыва должно было родиться абсолютно равное количество частиц и античастиц. При встрече они аннигилируют, превращаясь в чистую энергию. Если бы этот баланс сохранился, Вселенная представляла бы собой лишь пустое пространство, заполненное излучением. Однако реальность иная: галактики, звёзды и планеты — всё это состоит из материи, в то время как антиматерия встречается крайне редко.
Этот феномен, известный как барионная асимметрия, ставит перед наукой сложнейший вопрос: какой процесс в первые мгновения существования космоса нарушил изначальную симметрию и позволил веществу получить подавляющее преимущество? Стандартная модель физики частиц не даёт на это ответа, указывая на существование неизвестных нам механизмов или частиц, которые и стали причиной этого космического перекоса.
Частица-призрак с двойной ролью
Ключом к разгадке могут быть нейтрино — удивительные частицы, почти не взаимодействующие с веществом. Известные нам нейтрино обладают «левой» хиральностью (определённой ориентацией спина). Теория допускает существование их зеркальных двойников — «правых» нейтрино, которые пока не обнаружены. Согласно новым моделям, взаимодействия между левыми и правыми нейтрино в ранней Вселенной могли создать тот самый дисбаланс, который спас материю от полного уничтожения.
Обратите внимание: Новая военная техника позволит солдатам видеть в … полной темноте.
Но на этом роль нейтрино не заканчивается. Та же самая теория предсказывает существование особого типа частиц — майорановских нейтрино. Их уникальность в том, что они являются своей собственной античастицей. В первые мгновения после Большого Взрыва процессы, нарушившие симметрию, могли породить огромное количество таких стабильных и почти не взаимодействующих частиц. Учёные предполагают, что эти древние реликтовые частицы, рассеянные по Вселенной, и могут составлять ту самую тёмную материю, гравитацию которой мы наблюдаем в галактиках. Таким образом, одна гипотетическая частица потенциально объясняет сразу две величайшие тайны: происхождение материи и природу невидимой массы космоса.
В поисках неуловимого: научные эксперименты
Проверить эту революционную теорию можно только экспериментально. Для поиска следов майорановских нейтрино по всему миру построены уникальные сверхчувствительные детекторы, такие как японский «Супер-Камиоканде» или итальянский «Борексино». Эти установки, часто расположенные глубоко под землёй для защиты от космических лучей, улавливают редчайшие взаимодействия нейтрино. Например, «Супер-Камиоканде» регистрирует слабые вспышки черенковского света в огромном резервуаре с чистейшей водой, возникающие при столкновении нейтрино с электронами.
Учёные ищут специфические сигналы, которые не укладываются в Стандартную модель, например, свидетельства так называемого безнейтринного двойного бета-распада. Наблюдение этого процесса, при котором в атомном ядре одновременно преобразуются два нейтрона без испускания нейтрино, стало бы прямым доказательством того, что нейтрино является майорановской частицей (то есть своей же античастицей) и нарушает закон сохранения лептонного числа. Это открытие имело бы фундаментальное значение для всей физики.
Все последние новости астрофизики читайте на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Вселенная полна непостижимых тайн.