Новая элементарная частица X, не предсказанная Стандартной моделью, может объяснить загадку расхождения предсказаний по поводу количества лития во Вселенной с его наблюдаемым количеством. Об этом в своей работе сообщила международная команда физиков, работающая под руководством Максима Поспелова из Канадского института теоретической физики.
Загадка недостачи лития заключается в том, что в сравнении с предсказанным количеством этого вещества, которое должно было образоваться вскоре после Большого взрыва, его во Вселенной наблюдается в три раза меньше. Существование новой частицы ещё не подтверждено, а физики уже назначили её ответственной за исчезновение лития.
Согласно теории нуклеосинтеза Большого взрыва (первичного нуклеосинтеза), вскоре после этого эпохального события (в промежутке от 10 секунд до 20 минут) протоны и нейтроны начали объединяться в ядра. В результате появился дейтерий, большое количество гелия-4 и немного гелия-3. Их комбинация породила бериллий-7, который затем распался до лития-7.
Наблюдения космического микроволнового фонового излучения дают нам точное соотношение фотонов-барионов, в результате чего теория позволяет рассчитать пропорции, в которых находились различные ядра. И гелий с дейтерием весьма хорошо укладываются в эти расчёты. А вот литий подкачал – его наблюдается в 2-5 раз меньше (в зависимости от техники подсчёта).
Пока астрофизики продолжают поиски процесса, происходящего в звёздной атмосфере, который мог бы стать ответственным за уменьшение количества лития. Но физики предлагают другую теорию – неизвестная частица X, которая, возможно, встретилась исследователям в БАК, могла взаимодействовать с протонами и нейтронами вскоре после Большого взрыва, и повлиять на результирующее количество лития.
Новая частица должна быть заряженной, достаточно стабильной, и иметь массу от 1,6 до 20 МэВ. Она могла бы разбивать бериллий на гелий-3 и -4 до того, как тот распадётся до лития-7, или же разбивать дейтерий, что привело бы к выходу нейтронов, которые, в свою очередь, уничтожили бы литий, а затем рекомбинировались бы с протонами, в результате чего итоговое количество дейтерия осталось бы практически неизменным.
Также Поспелов утверждает, что их новая частица отлично подошла бы на роль посредника между обычной и тёмной материей, ведь такой частице прочат вес как раз в 10-30 МэВ.
Ситуация осложняется тем, что предполагаемая частица X, описанная в статье – не та же самая, на которую недавно, возможно, наткнулись исследователи из ЦЕРН. А это значит, что новых частиц за рамками Стандартной модели может быть уже целых две.
В декабре прошлого года две независимых команды физиков из ЦЕРН, Европейской организации по ядерным исследованиям, работающие на Большом адронном коллайдере, сообщили о наблюдении следов неопознанной частицы, не предсказанной Стандартной моделью. В случае подтверждения их находки она может стать крупнейшим открытием в физике.
Пока что по поводу этого события у учёных есть два предположения. Потенциальная новая частица может оказаться более тяжёлой версией бозона Хиггса, ответственного за массу, либо гравитоном – переносчиком гравитации. Если существование новой частицы подтвердится, это будет открытие посерьёзнее того же бозона Хиггса, которое лишь подтвердило существовавшую теорию.
Поделиться с друзьями
ns3230
А если эти частицы подтвердятся — насколько сильно придется пересматривать актуальные теории?
taujavarob
Стандартная модель их вообще НЕ включает. И туда не впихнуть их похоже.
ns3230
«Шеф, усё пропало» (с)? Тогда если ЭТО подтвердится — придется полностью заново разрабатывать, как понимаю?
Mad__Max
Там физики-теоретики и математики уже в длинную очередь выстроились со 100500 новых теорий. И только ждут данных или хотя бы намека от экспериментаторов какая же из новых теорий/моделей выстрелит, попутно похоронив ("закрыв") тонны конкурирующих.
taujavarob
Mad__Max > Там физики-теоретики и математики уже в длинную очередь выстроились со 100500 новых теорий. И только ждут данных или хотя бы намека от экспериментаторов какая же из новых теорий/моделей выстрелит, попутно похоронив («закрыв») тонны конкурирующих.
Похоже на то. Когда открыли что нейтрино движутся быстрее скорости света — в первую неделю аж 4 новых теории появились, хотя казалось бы все должны были за головы схватиться — ибо переписывать пришлось бы все учебники.
Но когда установили, что мол «ошибка вышла, кабель там не так соединили» (я немного утрирую, но типа того), так враз эти новые теории в долгий ящик стола и засунули. До новых времён. ;-)
Да, и все ждут от БАКа новых данных, чтобы «новую физику» то открыть! — Иначе на новый СУПЕР-БАК денег могут и не дать.
Ибо если Стандартная Модель всё описывает с поразительной точностью (а так и есть) — то зачем вам СУПЕР-БАК?
Имхо.
deseven
К Стандартной модели и без этого куча вопросов. Ваша ирония непонятна, с таким подходом можно было вообще ограничиться трудами Ньютона и забить на всякие БАКи.
taujavarob
deseven > К Стандартной модели и без этого куча вопросов.
Все эти вопросы из разряда — надо же куда-то двигаться дальше, ну, чего на месте то стоять то.
Физики с нетерпением ждут «новой физики», каких-то новых частиц в экспериментах, — НЕ вписывающихся в Стандартную модель. А их — нет! Имхо.
deseven
Да нет, вопросы к Стандартной модели вовсе не из разряда «надо куда-то двигаться». Они по большей части такие:
1. Количество антиматерии относительно материи.
2. Гравитация.
3. Темная энергия.
4. Куча констант, просхождение которых неизвестно и никак не объясняется.
Все это явно указывает на то, что Стандартная модель либо не верна, либо является каким-то частным случаем чего-то большего.
В любом случае Стандартная модель никак не тянет на «Теорию Всего» и уж никак она не «описывает все с поразительной точностью».
taujavarob
deseven > В любом случае Стандартная модель никак не тянет на «Теорию Всего» и уж никак она не «описывает все с поразительной точностью».
«Примечательно, что математическая модель с набором из 20 с небольшим чисел способна описать результаты миллионов проведённых к настоящему времени в физике экспериментов.» Википедия!
«По состоянию на конец XX века все предсказания Стандартной модели подтверждались экспериментально, иногда с очень высокой точностью в миллионные доли процента». Википедия!
Миллионные доли процента! — Это вас не поражает?
«Для электромагнитных явлений (рассеяние электронов, энергетические уровни) точность может достигать миллионных долей и даже лучше. Рекорд тут держит аномальный магнитный момент электрона, который вычислен с точностью лучше одной миллиардной.
Многие высокоэнергетические процессы, которые протекают за счет электрослабых взаимодействий, вычисляются с точностью лучше процента.» («Элементы»).
deseven
Раз вы практически полностью проигнорировали все, что я написал, то я отвечу еще более кратко:
> нажми меня <
taujavarob
deseven > Физика за пределами Стандартной модели (иначе называемая Новая физика[1]) относится к теоретическим разработкам, которые необходимы, чтобы объяснить недостатки Стандартной модели,
Понимаете. В вашем сообщение самое важно «Новая физика относится к теоретическим разработкам» — то есть это теория!
БАК не дал ни единого эксперимента, чтобы о «новой физике» можно было говорить не как о теоретической разработке.
Если ничего НОВОГО на БАКе не откроют, на СУПЕР-БАК денег могут просто не дать.
Я именно об этом в самом начале этого тренда и написал.
deseven
Вы отвечаете только на то, на что вам удобно отвечать или я чего-то не понимаю?
Ок, я скопирую прям сюда.
Есть целый ряд экспериментальных наблюдений за природой, для которых Стандартная модель не даёт адекватного объяснения.
Гравитация. Стандартная модель не предоставляет объяснение гравитации. Кроме того, она несовместима с наиболее успешной теорией гравитации на сегодняшний день — Общей теорией относительности.
Тёмная материя и тёмная энергия. Космологические наблюдения говорят нам, что Стандартная модель способна объяснить лишь около 4,5 % материи во Вселенной. Из недостающих 95,5 % около 22,5 % должны быть тёмной материей, то есть материей, которая ведёт себя точно так же как другая материя, которую мы знаем, но которая взаимодействует только слабо с полями Стандартной модели. Остальное должно быть тёмной энергией, постоянной плотностью энергии вакуума. Попытки объяснить тёмную энергию с точки зрения энергии вакуума Стандартной модели (планковская энергия) приводят к несоответствию в 120 порядков.
Массы нейтрино. Согласно Стандартной модели нейтрино являются безмассовыми частицами. Тем не менее, эксперименты с нейтринными осцилляциями показали, что нейтрино имеют массу. Массовые члены для нейтрино могут быть добавлены к Стандартной модели вручную, но это приводит к новым теоретическим проблемам. (Например, массовые члены должны быть чрезвычайно малы).
Асимметрия материи и антиматерии. Вселенная состоит по большей части из вещества. Тем не менее, Стандартная модель предсказывает, что вещество и антивещество должны были быть созданы в (почти) равных количествах, которые бы уничтожили друг друга, пока Вселенная охлаждалась.
taujavarob
@ deseven > Где тут теория? Это практика, эксперименты.
Не существует НИ ОДНОГО эксперимента, в том числе на БАКе, опровергающего Стандартную Модель или требующего на сегодня модификации Стандартной Модели.
Гравитация в вашем списке НЕ ЕСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТ!
Тёмная материя и тёмная энергия — пока вообще неясно что это.
Массы нейтрино — ответ у вас выше дан — как справиться, оставаясь при этом в рамках Стандартной Модели.
Асимметрия материи и антиматерии. — Это не проблема или несовершенство Стандартной Модели. Это проблема Большого Взрыва. Куча теорий (гипотез) типа решает эту «проблему» опять таки НЕ выходя за рамки Стандартной Модели.
Вывод — Если на БАКе ничего нового не найдут — Стандартную Модель можно «отливать в граните» на века!
А физикам просто продолжать «молча считать» (С). — Стандартная Модель позволяет считать с потрясающей точностью и эта точность тем выше, и чем точнее с результатами экспериментов совпадения, чем круче компы у физиков применяются для счёта по Стандартной Модели.
deseven
Ок, понятненько, наблюдение не является экспериментом.
Дискуссию считаю оконченной, вы победили.
taujavarob
deseven >Ок, понятненько, наблюдение не является экспериментом.
Ну, смотрите. У вас есть эксперимент и Стандартная модель.
И вы что-то по ней вычисляете, а потом сверяетесь с новыми результатами новых экспериментов.
И выясняется — что результаты всё совпадают и совпадают.
Вы приходите к выводу — что вам уже не нужны эксперименты, а вам нужен только всё более мощный компьютер чтобы получить всё более точные результаты, если вам нужны эти всё более точные результаты.
Но это же фантастика! — Это же рай для физика. Всё что вам нужно — это мощный комп и время расчёта. И вы получаете всё более и более высокую точность.
До какой степени точности желаете — до такой и посчитаете (только мощность компа и время расчёта вас ограничивает — но эти величины то в вашей власти увеличить то!)! — И это даёт Стандартная Модель!
Что вам ещё надо? — Вы хотите перейти на «новую физику», но так чтобы и эту возможность Стандартной Модели оставить?
Поступают иначе. Стандартная Модель так хороша — что лучше не её ломать или сносить как ОТО снесло Ньютона Тяготение (снесло, а не расширило — ибо нельзя дальнодействие совместить хоть как-то с близкодействием) — а доработать («допилить», подправить) Стандартную Модель и продолжать ей пользоваться. — Но тогда денег на СУПЕР-БАК могут и не дать. — Дадут на новый компьютер. И только.
Поэтому многие ждут хоть что-то на БАКе, чтобы не вписывалось в Стандартную Модель и при этом «хорошо» не вписывалось.
Имхо, конечно, имхо.
tundrawolf_kiba
>ОТО снесло Ньютона Тяготение (снесло, а не расширило
Почему это? Если мы подставим скорости гораздо меньшие скорости света — то релятивистские формулы сведутся к Ньютоновским. Так же и со стандартной моделью — если будет обнаружено изменение — это не отменит Стандартную Модель, просто появится новый раздел физики скорее всего. Или стандартная модель будет расширена, в зависимости от того, что откроют.
taujavarob
tundrawolf_kiba > Если мы подставим скорости гораздо меньшие скорости света — то релятивистские формулы сведутся к Ньютоновским.
Куда поставим, в ОТО?
ОТО оно про БОЛЬШИЕ массы, типа чёрной дыры и т.п. Какие там релятивистские формулы? — Там тензоры. Там даже понятие силы взаимодействия между телами явно то нет!
Да, вывести из ОТО формулу тяготения Ньютона можно, но нетривиально.
Я об этом уже беседовал:
https://geektimes.ru/post/270542/#comment_9005118
Вот мой собеседник просит вывод из ОТО формулу тяготения Ньютона:
https://geektimes.ru/post/270542/#comment_9013266
Ниже я указываю ему ссылку:
Вот формула силы в ОТО: http://mash-xxl.info/page/026077206097197149020214159001036155184142122174/
Но, сами понимаете, в школу такое НЕ потянешь.
В школу ОТО нельзя тянуть — ибо ОТО вообще представить нельзя — Все эти картинки искривления пространства — есть не более чем фикция.
То есть ОТО — это чистейшая математика, тензоры, которые отражают «геометрию» — не представимую геометрию пространства-времени.
P.S. И теперь о расширении — об этом я также беседовал
https://geektimes.ru/post/270542/#comment_9005118
ОТО — это теория близкодействия!
Ньютоново тяготения — это теория дальнодействия!
Никакими манипуляциями ни с массой ни со скоростью вы не расширите(!) теорию дальнодействия в теорию близкодействия! — Они логически не совместимы ни на каком уровне скоростей, расстояний или масс.
tundrawolf_kiba
>Не существует НИ ОДНОГО эксперимента, в том числе на БАКе, опровергающего Стандартную Модель или требующего на сегодня модификации Стандартной Модели.
Вообще-то есть достаточно явные намеки на физику за пределами Стандартной Модели на БАКе. Вот например: http://elementy.ru/LHC/novosti_BAK/432774/Vyshli_stati_ATLAS_i_CMS_o_dvukhfotonnom_pike_pri_750_GeV
Если будет подтверждено данными с последних запусков — будет мягко говоря очень интересно.
Mad__Max
Ха. Ровно то, что я выше написал. Когда еще окончательные официальные экспериментальные данные не вышли, а был только неясный намек (http://elementy.ru/LHC/zagadki_lhc/dvuhfotonnyj_vsplesk_pri_750_gev) уже больше сотни теоретических статей его объясняющих опубликовали.
taujavarob
tundrawolf_kiba > Вообще-то есть достаточно явные намеки на физику за пределами Стандартной Модели на БАКе.
Mad__Max > же больше сотни теоретических статей его объясняющих опубликовали.
Читаем на элементах:
«Некоторые из этих статей касались конкретных вариантов различных теорий, в которых новый двухфотонный резонанс вполне может появляться при 750 ГэВ. Это, например, составные модели с новыми тяжелыми метастабильными кварками..., модели с тяжелым аксионом… ну и, конечно, модели с новыми хиггсовскими бозонами....»
Модели с новыми хиггсовскими бозонами — это небольшое «допиливание» Стандартной Модели. — Не так ли?
А вот список: «Загадки Большого адронного коллайдера: январь 2016»
http://elementy.ru/LHC/zagadki_lhc
Интересно, конечно. Но сейчас ЛЕТО 2016 года! А «новой физики» на горизонте нет. Имхо
А если что-то и появится — «допилят» Стандартную Модель — ибо она позволяет очень хорошо рассчитывать многие величины с умопомрачительной точностью!
Имхо, конечно, имхо
tundrawolf_kiba
>Модели с новыми хиггсовскими бозонами — это небольшое «допиливание» Стандартной Модели. — Не так ли?
Вообще-то это и есть Стандартная Модель. Бозон Хиггса был предсказан именно Стандартной Моделью, просто подтвердить его существование смогли вот только недавно. И собственно он и завершил Стандартную Модель. Отклонения от Стандартной Модели могли быть в виде самого протекания процесса появления и распада Бозона Хиггса, но как выяснилось и этот процесс полностью уложился в Стандартную модель.
>Интересно, конечно. Но сейчас ЛЕТО 2016 года! А «новой физики» на горизонте нет.
Потому что при открытии чего-то необычного — нужно подтвердить, что это не ошибка эксперимента. Очередное обновление статистики будет примерно в августе, если повезет — то может что-то и увидим из новой физики, а если нет — будем ждать новых порций статистики от работы с более высокими энергиями.
Mad__Max
В цитате же хигсовский бозоны стоят во множественном числе.
Есть довольно большая пачка теорий, где бозонов Хигса не один, а целое семейство. Это уже как минимум расширения СМ или полностью самостоятельные теории.
И возможно тот новый резонанс, который сейчас начинает проступать в данных с БАК, как раз один из них с 6 кратной массой от первого БХ открытого несколько лет назад и завершившего СМ.
StSav012
Добавят, небось, ещё один «слой» в Стандартную модель, как уже делали после открытия адронов — не нуклонов.
Shkaff
Это вот бред, извините. Вес гравитона должен быть чрезвычайно мал (если он вообще массивен, если вообще существует). Недавнее детектирование грав волн дало оценку на максимальную массу, которую он может иметь, и она в 1028 раз меньше массы частицы X
RasselFast
Я думаю некую «неизвестную» частицу X можно найти в нулевом ряду первой настоящей таблице Менделеева.
Galiaf47
Какой-то странный юмор, никак не уловлю сути.
Bot_0002
Хабрасуицид называется.
Earnol
Вы просто не играли в Mass Effect и потому не слышали про Element Zero (Ez).
mayorovp
Я вот в ME играл, но почему-то про нулевой элемент даже не подумал. Зато сразу подумал про очередного научного фрика… Наверное потому что научные фрики на гиктаймсе встречаются чаще, чем комментарии про ME.
yul
Элемент и частица — это немного разные вещи.
Straight
У меня есть смутное подозрение, что автор заминусованного комментария имел в виду цитату из статьи Менделеева «Попытка химического понимания мирового эфира»:
Antaras
вес как раз в 10-30 МэВ — Вес или энергия?
mayorovp
Поделите на це квадрат — и получите массу ("вес"). В ядерной физике их часто смешивают.
Mad__Max
Это ее предполагаемая масса. Массу элементарных частиц чаще всего в энергетических единицах записывают. Тем более для исследований на ускорителях, где превращение энергии в массу и обратно вполне обычный процесс.
MichaelBorisov
30 МэВ — как-то маловато. Мне кажется, в этой области энергий уже все исследовано-переисследовано. БАК дает энергии пучков до 13 ТэВ. Почти в 500 тысяч раз выше.
Mad__Max
Вообще действительно немного странно. При такой малой массе, если она реально существует по-идее ее должны были обнаружить раньше еще на ускорителях предыдущего поколения.
Хотя все может быть:
Nubus
Может быть сила взаимодействия мала. Ведь для того чтобы обнаружить частицу, раньше нужно было чтобы она оставила ионизированный след. Если частица слабо взаимодействует с другими материями (сколько там нейтрино обнаруживать пытались?) то засечь ее очень трудно.