Раскрыто происхождение редкой частицы во Вселенной

Исследование, проведенное учеными Йельского университета и Университета Дьюка, позволило выяснить, что до 70 процентов редкой частицы, известной как чармоний, образовались не сразу после Большого взрыва, а в результате последующих реакций между первичными субатомными частицами. Эти открытия, опубликованные в журнале Physics Letters B, приоткрывают завесу тайны над происхождением материи во Вселенной.

Интересно, что частицы во Вселенной могли возникнуть из кварк-глюонной плазмы, существовавшей в первые микросекунды после Большого взрыва, либо в результате более поздних реакций, когда кварки, находясь в расширяющемся огненном шаре, начали объединяться в более сложные составные частицы.

Эти новые данные расширяют наше понимание о том, каким образом формировалась материя в ранние стадии развития Вселенной и какие процессы привели к образованию редких частиц, таких как чармоний.

В поисках ответов на загадки ранней Вселенной, космологи обратились к данным, полученным детектором ALICE Большого адронного коллайдера во время столкновений ядер свинца. При этом ученые обнаружили, что при столкновениях происходил распад протонов и нейтронов, высвобождая D-мезоны, которые в дальнейшем сталкивались друг с другом.

Этот уникальный процесс имитировал условия, характерные для ранней Вселенной, когда ее температура была в 250 тысяч раз выше температуры ядра Солнца. Интересно, что D-мезоны, содержащие очарованный кварк, в последующих реакциях могут образовывать редкую частицу чармоний, состоящую из очарованного кварка и очарованного антикварка.

По результатам исследования стало известно, что до 70 процентов чармониев образовалось из более поздних реакций, а не из раннего кварк-глюонного супа. Это открывает новые горизонты для понимания эволюции элементарных частиц и становления структуры Вселенной.

Изучение первых моментов после Большого взрыва является ключом к пониманию происхождения вселенной. В первый момент возник горячий суп субатомных частиц, который остывал во время расширения. Все это произошло менее чем за сотую часть времени, необходимого свету, чтобы пересечь атом.

Эти первые моменты после Большого взрыва представляют собой настоящую загадку для ученых. Из-за чрезвычайно короткого промежутка времени механизмы, отвечающие за расширение огненного шара, во многом оставались неизученными. Однако результаты нового исследования демонстрируют, что ученым необязательно знать подробности этого расширения, чтобы раскрыть механизмы образования новой материи.

Новые открытия показывают, что значительное количество субатомных частиц может производиться в результате столкновений между другими частицами независимо от этого. Это открывает новые перспективы для понимания процессов, протекающих в ранней вселенной, и помогает расширить наши знания о ее структуре и эволюции.