Два найбільші прориви фізики за останнє десятиліття - це відкриття того, що мудрі субатомні частинки під назвою нейтрино насправді мають малу кількість маси та виявлення того, що розширення Всесвіту насправді набирає швидкість.
Зараз три фізики університету Вашингтону припускають, що два відкриття є цілісно пов'язаними через одну з найдивніших особливостей Всесвіту, темну енергію, зв’язок, який, на їхню думку, може бути викликаний раніше невпізнаною субатомною частинкою, яку вони називають "акселероном".
Темна енергія була незначною в ранньому Всесвіті, але зараз вона становить близько 70 відсотків космосу. Розуміння цього явища могло б допомогти пояснити, чому коли-небудь, довго в майбутньому, Всесвіт розшириться настільки, що на нашому нічному небі не будуть видні інші зірки чи галактики, і в кінцевому підсумку це може допомогти вченим зрозуміти, чи продовжиться розширення Всесвіту нескінченно.
У цій новій теорії на нейтрино впливає нова сила, що виникає внаслідок їх взаємодії з акселеронами. Темна енергія дає результат, коли Всесвіт намагається вивести нейтрино один від одного, спричиняючи таке напруження у натягнутій гумці, - сказала Ен Нельсон, професор фізики СК. Ця напруга підживлює розширення Всесвіту, сказала вона.
Нейтрино створюється трильйонами в ядерних печах таких зірок, як наше Сонце. Вони протікають через всесвіт, і мільярди проходять через всю матерію, включаючи людей, щосекунди. Крім мізерної маси, вони не мають електричного заряду, а значить, вони взагалі дуже мало взаємодіють з матеріалами, через які проходять.
Але взаємодія між акселеронами та іншою речовиною ще слабша, сказав Нельсон, і саме тому ці частинки ще не були помічені витонченими детекторами. Однак у новій теорії акселерони виявляють силу, яка може впливати на нейтрино, а сила, на її думку, може бути виявлена різноманітними експериментами з нейтрино, які вже діють у всьому світі.
«Існує багато моделей темної енергії, але тести здебільшого обмежуються космологією, зокрема вимірюванням швидкості розширення Всесвіту. Оскільки це стосується спостереження за дуже віддаленими об'єктами, дуже важко точно зробити таке вимірювання », - сказав Нельсон.
«Це єдина модель, яка дає нам якийсь змістовний спосіб провести експерименти на землі, щоб знайти силу, яка породжує темну енергію. Ми можемо це зробити, використовуючи існуючі експерименти з нейтрино ».
Нова теорія викладена в роботі Нельсона; Девід Каплан, також професор фізики СК; та Ніл Вайнер, науковий співробітник з фізики. Їх робота, підкріплена частково грантом Міністерства енергетики США, детально описана в документі, прийнятому для публікації у майбутньому випуску журналу «Фізичний огляд листів», журналу Американського фізичного товариства.
Дослідники кажуть, що маса нейтрино насправді може змінюватися залежно від середовища, через яке вона проходить, так само, як вигляд світла змінюється залежно від того, подорожує він повітрям, водою чи призмою. Це означає, що нейтрино детектори можуть прийти до дещо різних результатів, залежно від того, де вони знаходяться і що їх оточує.
Але якщо нейтрино є складовою темної енергії, це говорить про існування сили, яка б узгоджувала аномалії серед різних експериментів, сказав Нельсон. Наявність цієї сили, що складається з як нейтрино, так і акселеронів, буде продовжувати живити розширення Всесвіту, сказала вона.
Фізики переслідували докази, які могли б сказати, чи всесвіт буде продовжуватись розширюватися нескінченно, або різко зупинятися і руйнуватися на собі в так званому "великому кризі". Незважаючи на те, що нова теорія не призначає "великої кризи", - сказав Нельсон, це означає, що в якийсь момент розширення перестане зростати.
"У нашій теорії з часом нейтрино розіб'ється занадто далеко і стане занадто масивним, щоб більше впливати на дію темної енергії, тому прискорення розширення доведеться зупинити", - сказала вона. "Всесвіт може продовжувати розширюватися, але постійно зменшуючись".
Оригінальне джерело: Новини університету Вашингтона
