Аксионы могут дать ответы на нераскрытые тайны Вселенной
Фото:
Космос

Аксионы могут дать ответы на нераскрытые тайны Вселенной

Изучение спектра реликтового излучения позволяет заглянуть в прошлое почти на 14 млрд лет, когда Вселенная охладилась в достаточной мере, чтобы протоны и электроны могли соединиться в атомы и произошла рекомбинация водорода. Однако прозрачной для фотонов реликтового излучения Вселенная становится только через 400 тысяч лет после Большого взрыва, а доподлинно узнать о том, что произошло до этого, крайне непросто. Команда физиков-теоретиков из США предложила новый способ узнать, что же произошло во Вселенной через секунду после Большого взрыва.

Для того чтобы заглянуть в первые мгновения существования Вселенной, три физика-теоретика из США — Хитоши Мураяма, Джеф Дрор и Николас Род — обратились к гипотетическим частицам аксионам, которые могли возникнуть в первую секунду истории всего. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review D, они описали возможность обнаружения аксионового аналога реликтового излучения, так называемого «космического аксионного фона» (CaB).

Существует множество причин предполагать, что аксионы действительно могли существовать в нашей Вселенной, пишет Phys.org. Во-первых, аксионы — это универсальное предсказание теории струн, одной из главных кандидатов на теорию квантовой гравитации. Существование аксиона может помочь разгадать тайну сильной СР-проблемы. К тому же аксионы могут оказаться частицами темной материи.

Авторы статьи отмечают, что физики-экспериментаторы, применяющие все более чувствительные инструменты для поиска темной материи, могут натолкнуться на новые следы аксионов в форме CaB. Но поскольку СаВ обладает теми же свойствами, что и аксионы темной материи, есть риск, что сигнал СаВ будет проигнорирован как шум.

«Мы предлагаем изменить метод современного анализа экспериментальных данных, чтобы получить возможность найти остатки аксионов из ранней Вселенной. Тогда мы сможем узнать о происхождении темной материи, фазовом переходе или расширении ранней Вселенной», — пояснил Мураяма.

Если с помощью одного из этих инструментов получится найти СаВ, открытие будет двойным. Оно не только подтвердит существование аксионов, но и даст ученым новую частицу из ранней Вселенной. Исследовав происхождение СаВ, ученые смогут узнать о ранее недоступных аспектах эволюции Вселенной.

Кварк-глюонная плазма присутствовала во Вселенной в первую 0,000001 секунды Большого взрыва, а потом исчезла в результате расширения пространства. Недавно группа физиков из Дании при помощи Большого адронного коллайдера узнала чуть больше о том, как все начиналось и что происходило с первой материей во Вселенной во время первой микросекунды Большого взрыва.