Тайна аксиона: гипотетическая частица поможет выяснить, почему мы существуем

Тайна аксиона: гипотетическая частица поможет выяснить, почему мы существуем

Аксион признан гипотетической частицей, которая могла бы разрешить самую важную тайну в физике. Темная материя и антиматерия взаимосвязаны между собой, но они должны были уничтожить друг друга. Так почему же этого не произошло? Стандартная модель физики элементарных частиц доказывает важный факт — при зарождении Вселенной встреча материи и антиматерии должна была быть «роковой» - уничтожающей друг друга.

Это привело бы к логической последовательности — не существовало бы ни Земли, ни Солнца, ни галактик, ни тем более людей. Но этого не произошло. Рэймонд Ко, физик и научный сотрудник Мичиганского университета, считает, что есть явное противоречие со Стандартной моделью физики элементарных частиц и потому ученых беспокоит вопрос: почему Вселенная оказалась заполнена материей и очень небольшим количеством антиматерии?


Стандартная модель объясняет три фундаментальные силы во Вселенной: электромагнитную, слабую силу и мощную. Первая заставляет любые частицы взаимодействовать между собой на уровне электромагнетизма. Вторая разрушает нейтроны. Третья объясняет, почему нейтроны и протоны держатся вместе. Но в то же время в модели существует много противоречий, главное из которых дисбаланс между материей и антиматерией.

Она не может дать объяснение существованию темной материи и свойству нейтронов. К последнему вопросу физики обратились еще в 1977 году, предложив создать гипотетическую частицу, назвав ее аксион. Через пять лет они пришли к выводу, что аксион может понять природу темной материи. Кейсуке Харигая, исследователь из Института перспективных исследований, считает, что гипотетическая частица вполне может объяснить и тот дисбаланс, который может быть между материей и антиматерией.

Аксион может быть бесконечно легким — в миллиарды раз легче протона и эта одна из причин, почему он не взаимодействует с материей. И это может объяснять и тот факт, почему они до сих пор не обнаружены даже с помощью самых совершенных инструментов и оборудования. Даже школьникам известно, что у электронов отрицательный заряд, у протонов положительный, а нейтроны заряда не имеют.


Но нейтроны в своем составе имеют элементарные частицы-кварки со своим зарядом и ученые полагают, что нейтроны способны взаимодействовать с электрическим полем. Если бы аксион действительно существовал, он бы смог отключить взаимодействие между электрическим полем и нейтронами.

Аксион — хороший кандидат для состава темной материи. Но если бы галактики могли вращаться с той скоростью, с которой они вращаются сейчас, с той силой тяжести, которую они основали на материи, то они бы разлетелись на осколки. И это наводит на мысль, что Вселенная полна особого вещества — аксионов, которые не видны, но которые обеспечивают безопасную скорость вращения галактик.