อนุภาคย่อยอาจไขปริศนาสำคัญสองข้อของฟิสิกส์อนุภาคได้ เซ็กซี่บาคาร่า แล้วชอล์คถึงชัยชนะครั้งที่สามที่อาจเกิดขึ้นสำหรับอนุภาคสมมุติฐานที่เรียกว่าแกน
หากมีอนุภาคต่ำกว่าอะตอม พวกเขาสามารถไขปริศนาเร่งด่วนสองข้อของฟิสิกส์อนุภาคได้: ต้นกำเนิดของสสารมืดที่เติมกาแลคซีด้วยมวลที่มองไม่เห็น และเหตุผลที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างควาร์ก – อนุภาคที่ประกอบเป็นโปรตอนและนิวตรอน – ยึดตาม ความสมมาตรของธรรมชาติ เรียกว่าสมมาตรของซีพี ซึ่งปฏิกิริยาของอนุภาคประเภทอื่นๆ หลีกเลี่ยง
นักวิจัยสองคนกล่าวว่า axions สามารถแก้ปัญหาหนามที่สามได้:
เหตุใดเอกภพจึงถูกสร้างขึ้นจากสสารเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่ปฏิสสารหาได้ยาก ในเอกภพยุคแรกแอกเซียนอาจมีพฤติกรรมในลักษณะที่ผลิตสสารมากเกินไปนักฟิสิกส์อนุภาค Raymond Co และ Keisuke Harigaya แนะนำใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพ วันที่ 20 มีนาคม
Michael Dine นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ กล่าวว่า “พวกเขามีแนวคิดที่มีส่วนผสมที่เหมาะสมในการทำสิ่งที่น่าสนใจ แต่ก็ต้องคอยดูกันต่อไปว่าแนวคิดนี้สามารถถ่ายทอดคุณสมบัติของจักรวาลได้อย่างเต็มที่หรือไม่ เขากล่าว “นี่เป็นหนึ่งในกรณีที่มารอยู่ในรายละเอียด”
นักวิทยาศาสตร์คิดว่าเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน บิ๊กแบงกำเนิดชิ้นส่วนและปฏิสสารที่เท่าเทียมกัน เนื่องจากอนุภาคสสารและปฏิสสารทำลายล้างเมื่อพวกมันมาพบกัน นั่นจะทำให้จักรวาลเต็มไปด้วยพลังงานบริสุทธิ์ ดังนั้น ในขณะที่เอกภพมีวิวัฒนาการ กระบวนการบางอย่างต้องสนับสนุนสสารมากกว่าปฏิสสาร แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร นักวิจัยบางคนคิดว่านิวตริโนมีบทบาท ( SN: 11/25/19 )
Now Co จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor และ Harigaya จากสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซีย์ เสนอแนวคิดใหม่ว่าสสารได้เปรียบอย่างไร มันขึ้นอยู่กับวิวัฒนาการของสนาม axion ซึ่งเป็นผ้าห่มที่ไม่มีตัวตนสมมุติที่แทรกซึมอยู่ในอวกาศ คล้ายกับที่สนามไฟฟ้าขยายรอบประจุไฟฟ้า
การสั่นของความแรงของสนามแกนสอดคล้องกับอนุภาคของแกน
ลองนึกภาพหินอ่อนที่ด้านล่างของขวดโซดาพลาสติก: เขย่าขวด แล้วลูกแก้วจะกระดิกไปมาภายในหนึ่งในจุดแยกที่ฐานขวด การแกว่งไปมาที่คล้ายกันในสนาม axion ทำให้เกิด axions ในเอกภพยุคแรก สนาม axion จะมีพลังงานมาก ก่อนที่จะตกตะกอนในสถานะพลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ คล้ายกับหินอ่อนที่อยู่สูงขึ้นไปบนกำแพงของขวดโซดาที่เลื่อนลงไปในส่วนแยก
สิ่งที่ Co และ Harigaya เสนอคือ แทนที่จะกลิ้งไปทางข้างขวดโดยตรง สนามแกนจะหมุนวนไปรอบๆ ขวดไปที่ก้นขวดแทน ผ่านลำดับปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงแรง ซึ่งจับควาร์กเข้าด้วยกัน และแรงอ่อนซึ่งก่อให้เกิดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี การวนเป็นวงนี้ Co กล่าวว่า “จะนำไปสู่การผลิตสสารมากกว่าปฏิสสารในเอกภพยุคแรก ”
นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหา axions เช่นAxion Dark Matter Experimentในซีแอตเทิล ( SN: 3/6/20 ) ทฤษฎีของ Co และ Harigaya คาดการณ์ว่า axions จะมีมวลมากกว่าที่ ADMX กำลังค้นหาอยู่เล็กน้อย การทดลองในอนาคต เช่นInternational Axion Observatoryสามารถค้นหาอนุภาคที่เทอะทะมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม ตัวเลขยังไม่ค่อยออกมาดีนัก: การศึกษาคาดการณ์ว่าสสารมืดมากเป็น 100 เท่าที่จำเป็นในการอธิบายการสังเกตจักรวาล แต่การพิจารณาเพิ่มเติมบางอย่างอาจสามารถแก้ไขความไม่ตรงกันนั้นได้ ตัวอย่างเช่น Co และ Harigaya กล่าว หากมีอนุภาคขนาดใหญ่อีกที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ค้นพบ
การระเบิดในห้องปฏิบัติการเกิดขึ้นทันทีและมีขนาดเล็ก กว้างเพียงเซนติเมตร ตัวอย่างเช่น ในการทดลองของ Kuranz เวลาที่เทียบเท่ากับ 15 นาทีในชีวิตของซุปเปอร์โนวาตัวจริง สามารถใช้เวลาเพียง 10 พันล้านวินาที และส่วนของการระเบิดของดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกสามารถย่อให้เล็กลงได้ถึง 100 ไมโครเมตร “กระบวนการที่เกิดขึ้นในทั้งสองกระบวนการนั้นมีความคล้ายคลึงกันมาก” คูรานซ์กล่าว “มันพัดใจของฉัน”
ในซากซุปเปอร์โนวาและในการทดลอง อนุภาคจำนวนเล็กน้อยจะถูกเร่งความเร็วเมื่อข้ามคลื่นกระแทก และเคลื่อนที่ไปมาซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อสร้างพลังงาน แต่ในการข้ามคลื่นกระแทก อิเล็กตรอนต้องการพลังงานบางส่วนเพื่อเริ่มต้น Fiuza กล่าวว่ามันเหมือนกับนักเซิร์ฟคลื่นลูกใหญ่ที่พยายามจะจับคลื่นยักษ์ ไม่มีทางที่จะจับคลื่นลูกใหญ่ได้เพียงแค่พายเรือ แต่ด้วยพลังงานจากนักเล่นกระดานโต้คลื่นที่ลากจูงเจ็ตสกีเข้าที่ พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานของคลื่นและเล่นกระดานโต้คลื่นได้
“สิ่งที่เรากำลังพยายามทำความเข้าใจคือ เจ็ตสกีของเราคืออะไร? เกิดอะไรขึ้นในสภาพแวดล้อมนี้ที่ทำให้อิเล็กตรอนขนาดเล็กเหล่านี้มีพลังมากพอที่พวกมันจะสามารถขี่คลื่นนี้และถูกเร่งในกระบวนการนี้” ฟิอูซ่ากล่าว เซ็กซี่บาคาร่า
