Найдивніші елементарні частинки у Всесвіті: фізики сумніваються в їх існуванні.

Вся матерія у Всесвіті складається з таких фундаментальних частинок, як кварки, протони, нейтрони, електрони та нейтрино. Кожна з цих частинок має свої дивні особливості. Але існують також гіпотетичні частинки, які настільки дивні, що фізики навіть не впевнені в їхньому існуванні. Ось п’ять найстранніших, найрідкісніших гіпотетичних елементарних частинок у Всесвіті, пише Space.

Темний фотон

Скоріше за все, всім відомий звичайний фотон – це частинка світла. Але фізики вважають, що існує і темний фотон, який схожий на звичайний, але просто він темний. Темні фотони вважаються переносниками невідомого фундаментального взаємодії і можуть бути компонентами темної енергії та темної матерії.

Темна матерія — це невидима форма матерії, яка складає більшу частину маси майже кожної галактики. Темна енергія відповідає за прискорене розширення Всесвіту. Разом темна енергія та темна матерія, як вважають фізики, складають більшу частину енергії та матерії у Всесвіті.

Фізики точно не знають, чи є так звана темна сторона Всесвіту такою ж складною, як і її світла сторона, тобто звичайна матерія та енергія. Якщо темна сторона така ж складна, то можуть існувати додаткові фундаментальні сили Всесвіту, які діють тільки між темною матерією і/або темною енергією. Якраз переносниками цих невідомих сил можуть бути темні фотони.

Поки вчені не виявили доказів існування темних фотонів, і вони залишаються лише гіпотетичними частками.

Курватон

Фізики вважають, що в перші миті після Великого вибуху Всесвіт пережив період неймовірно швидкого розширення, відомий як космічна інфляція. За це розширення, як вважається, відповідала таємнича частинка, відома як інфлатон. Тобто це була надзвичайно потужна версія темної енергії.

Вважається, що саме космічна інфляція заклала основи для появи зірок, галактик та скупчень галактик, які з’явилися значно пізніше.

Фізики до кінця не розуміють космічну інфляцію і яким чином вона заклала основи для всієї структури космосу. Тому вчені припустили, що разом з інфлатоном існує гіпотетична частинка курватон.

Передбачається, що тільки після закінчення космічної інфляції саме курватон допоміг створити структуру того Всесвіту, який ми знаємо. Недоліком цієї гіпотези є те, що замість однієї гіпотетичної частинки пропонується існування одразу двох, щоб пояснити космічну інфляцію. Цю частинку також не виявили, але пошуки тривають.

Глюбол

Переносником однієї з чотирьох фундаментальних сил Всесвіту, а саме сильної взаємодії, є частинка під назвою глюон, яка існує в дев'яти різновидах.

Глюони є переносниками сильної взаємодії між кварками, з яких складаються протони і нейтрони. Останні є баріонами і мають три кварки та глюона, але група частинок, що називаються мезонами, містить два кварки і глюона.

Але фізики вважають, що існує гіпотетична частинка під назвою глюбол, що складається тільки з глюонів, які утримуються разом сильною взаємодією.

Що робить глюбол невловимим, так це те, що він може існувати менше мікросекунди. Стандартна модель фізики елементарних частинок передбачає, що глюболи дивовижно існують і їх можна виявити за допомогою прискорювачів частинок.

X17

Про існування гіпотетичної частинки під назвою X17 заявили в 2015 році угорські фізики. Вчені створили установку для пошуку темних фотонів. У ній проводили запуск протонів по мішені з літію-7, який потім перетворювався на ядра берилію-8, які потім розпадалися і виробляли пари електронів і позитронів. Якщо б фізики отримали більше таких частинок, ніж очікувалося, то це могло б свідчити про те, що це пов'язано з присутністю темних фотонів.

Фізики виявили аномальне збільшення кількості електронів і позитронів і припустили, що це пов'язано з невідомою частинкою з масою 17 МеВ, що в 34 рази більше маси електрона. Тому загадкова нова частинка отримала назву X17.

Хоча подальші дослідження все більше вказували на те, що така частинка існує, поки немає переконливих доказів цьому.

Преон

Нагадаємо, що атоми складаються з протонів, нейтронів та електронів. Перші дві частинки, у свою чергу, складаються з кварків. Але фізики вважають, що кварки і лептони (серед яких електрони, мюони та нейтрино) складаються з гіпотетичної частинки, відомої як преон.

Однією з основних причин існування преонів є те, що багато частинок надзвичайно схожі одна на одну, але відрізняються лише в чомусь незначному. В даний час у фізиків немає пояснення цим майже ідентичним властивостям, тому припускається, що вони можуть виникати через якісь невідомі взаємодії.

Фізики запропонували преони для пояснення майже кожної нерозв'язаної проблеми Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Але поки не виявлено доказів того, що кварки і лептони є складовими частинами.