Fizikų pasiūlymas vienu ypu išsprendžia penkias didžiausias problemas

Šis, iškalbingai pavadintas SMASH, modelis remiasi standartiniu dalelių fizikos modeliu, bet turi kelis papildymus. Standartinis modelis yra dalelių ir sąveikų rinkinys, kuriuo aprašomi statybiniai visatos blokai. Atlaikęs visus išbandymus, kai kurių fenomenų jis paaiškinti visgi negali.

Pavyzdžiui, nesuprantame tamsiosios materijos, paslaptingosios medžiagos, sudarančios 84 procentus visatos masės. Nežinome, kodėl yra daugiau medžiagos, nei antimedžiagos. Nei kodėl naujai gimusi visata taip sparčiai plėtėsi vadinamuoju infliacijos periodu. Ir tuo sąrašas neapsiriboja.

Taigi, Standartiniame dalelių modelyje aiškiai kažko trūksta. „Tikriausiai mums reikia kelių naujų dalelių,” sako Mikhailas Shaposhnikovas iš Šveicarijos Federalinio technologijų instituto Lausanne'oje. „Klausimas tik, kiek mums tų dalelių reikia?”

Sulipinamos teorijos

Kai kurie modeliai, tokie, kaip supersimetrija, prideda šimtus dalelių – nė vienos iš jų neužfiksavo tokie kolaideriai, kaip LHC. Tuo tarpu SMASH prideda vos šešias: tris neutrinus, fermioną ir lauką su dviem dalelėmis.

Tai logiškas sprendimas, sako Shaposhnikovas. „Pradėčiau nuo prielaidos, kad naujų dalelių yra labai mažai. Ir pridėčiau naujų, tik jei labai reikia“, sako jis.

SMASH yra kelios apjungtos teorijos, sako bendraautorius Andreas Ringwald iš Vokietijos elektronų sinchrotrono, DESY, Hamburge. Jis pastatytas, remiantis Shaposhnikovo modeliu iš 2005, kuriame prie jau dabar žinomų trijų neutrinų pridėti dar trys, kad būtų galima išspręsti keturias fundamentalias fizikos problemas: tamsiosios materijos, infliacijos, kai kuriuos neutrinų ir materijos prigimties klausimus.

SMASH prideda naują lauką, kuriuo šias problemas galima išspręsti kiek kitaip. Šiame lauke yra dvi dalelės: aksionas, tamsusis tamsiosios materijos kandidatūros žirgas, ir inflatonas, infliaciją reguliuojanti dalelė.

Ir užsigardžiavimui, SMASH, naudodama šį lauką, pateikia penktosios, stipriojo krūvio pariteto mįslės sprendimą, kuris gali padėti išsiaiškinti, kodėl visatoje yra daugiau materijos, nei antimaterijos.

Patikrinamos prognozės

„Geriausia šios teorijos dalis – ji gali būti išbandyta ar patikrinta per ateinančius 10 metų ar panašiai,” pabrėžia Ringwaldas. „Visada galima išrasti naujų teorijų, bet jeigu jas įmanoma patikrinti tik po 100 metų ar niekada, tai jau ne mokslas, o metamokslas.”

SMASH numato, kad aksionai turėtų būti maždaug dešimt milijardų kartų lengvesni už elektroną. Tokias lengvas daleles galėtų aptikti CULTASK eksperimentas Pietų Korėjoje, arba ORPHEUS eksperimentas JAV ir planuojamas MADMAX eksperimentas Vokietijoje.

Visa tai nereiškia, kad žaidimas jau baigtas. Tai veikiau žaidimo pradžia. Fizikai varžysis, ieškodami eksperimentinių duomenų ar geresnio modelio.

„Mūšis tebevyksta,” sako Ringwaldas.

Shannon Hall
newscientist.com

Žurnalo nuoroda: https://arxiv.org/pdf/1608.05414v1.pdf