Найдивніші елементарні частинки у Всесвіті: фізики не впевнені в їхньому існуванні

Уся матерія у Всесвіті складається з таких фундаментальних частинок, як кварки, протони, нейтрони, електрони та нейтрино. Кожна з цих частинок має свої дивні особливості. Але є й гіпотетичні частинки, які настільки дивні, що фізики навіть не впевнені в тому, що вони взагалі існують. Ось п'ять найдивніших, найрідкісніших гіпотетичних елементарних частинок у Всесвіті, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Темний фотон

Найімовірніше всім відомий звичайний фотон — це частинка світла. Але фізики вважають, що існує і темний фотон, який схожий на звичайний фотон, але просто він темний. Темні фотони вважаються переносниками невідомої фундаментальної взаємодії і можуть бути компонентами темної енергії і темної матерії.

Темна матерія — це невидима форма матерії, яка становить більшу частину маси майже кожної галактики. Темна енергія відповідає за прискорене розширення Всесвіту. Разом темна енергія і темна матерія, як вважають фізики, складають більшу частину енергії та матерії у Всесвіті.

Фізики достеменно не знають, чи є так званий темний бік Всесвіту таким самим складним, як і його світлий бік, тобто звичайна матерія та енергія. Якщо темний бік такий самий складний, то можуть існувати додаткові фундаментальні сили Всесвіту, які діють тільки між темною матерією та/або темною енергією. Якраз переносниками цих невідомих сил можуть бути темні фотони.

Поки що вчені не виявили доказів існування темних фотонів, і вони залишаються лише гіпотетичними частинками.

Курватон

Фізики вважають, що в перші миті після Великого вибуху Всесвіт пережив період неймовірно швидкого розширення, відомий як космічна інфляція. За це розширення, як вважається, відповідала таємнича частинка, відома як інфлатон. Тобто це була надзвичайно сильна версія темної енергії.

Вважається, що саме космічна інфляція заклала основи для появи зірок, галактик і скупчень галактик, які з'явилися набагато пізніше.

Фізики до кінця не розуміють космічну інфляцію і яким чином вона заклала основи для всієї структури космосу. Тому вчені припустили, що разом з інфлатоном існує гіпотетична частинка курватон.

Передбачається, що лише після закінчення космічної інфляції саме курватон допоміг створити структуру того Всесвіту, який ми знаємо. Недоліком цієї гіпотези є те, що замість однієї гіпотетичної частинки пропонується існування одразу двох, щоб пояснити космічну інфляцію. Цю частинку також не виявили, але пошуки тривають.

Глюбол

Переносником однієї з чотирьох фундаментальний сил Всесвіту, а саме сильної взаємодії, є частинка під назвою глюон, яка існує в дев'яти різновидах.

Глюони є переносниками сильної взаємодії між кварками, з яких складаються протони та нейтрони. Останні є баріонами і мають три кварки та глюони, але є група частинок, званих мезонами, які містять два кварки та глюони.

Але фізики вважають, що існує гіпотетична частинка під назвою глюбол, що складається тільки з глюонів, які утримуються разом сильною взаємодією.

Що робить глюбол невловимим, так це те, що він може існувати менше мікросекунди. Стандартна модель фізики елементарних частинок передбачає, що глюболи напрочуд існують і їх можна виявити за допомогою улаштовувачів частинок.

X17

Про існування гіпотетичної частинки під назвою Х17 заявили 2015 року угорські фізики. Вчені створили установку для пошуку темних фотонів. У ній здійснювали запуск протонів по мішені з літію-7, який потім перетворювався на ядра берилію-8, що потім розпадалися і виробляли пари електронів і позитронів. Якби фізики отримали більше таких частинок, ніж очікувалося, то це могло говорити про те, що це пов'язано з присутністю темних фотонів.

Фізики виявили аномальне збільшення кількості електронів і позитронів і припустили, що це пов'язано з невідомою частинкою з масою 17 МеВ, що в 34 рази більше за масу електрона. Тому загадкова нова частинка отримала назву X17.

Хоча подальші дослідження дедалі більше вказували на те, що така частинка існує, поки що немає переконливих доказів цьому.

Преон

Нагадуємо, що атоми складаються з протонів, нейтронів та електронів. Перші дві частинки своєю чергою складаються з кварків. Але фізики вважають, що кварки і лептони (сюди входять електрони, мюони і нейтрино) складаються з гіпотетичної частинки, відомої як преон.

Однією з головних причин існування преонів є те, що багато частинок надзвичайно схожі одна на одну, але відрізняються лише в чомусь незначному. Нині фізики не мають пояснення цим майже ідентичним властивостям, тому припускають, що вони можуть виникати через якісь невідомі взаємодії.

Фізики запропонували преони для пояснення майже кожної невирішеної проблеми Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Але поки що не виявлено доказів того, що кварки та лептони є складовими частинками.

Як уже писав Фокус, фізики виявили доказ того, що негативний час існує. Вченим відомо, що світло іноді, здається, виходить з матеріалу, навіть не увійшовши в нього. Це дивне явище від'ємного часу тривалий час розглядалося як ілюзія, викликана тим, як хвилі спотворюються матерією.