В мире физики элементарных частиц произошло событие, которое можно сравнить с открытием новой планеты в Солнечной системе.
Ученые CERN, используя Большой адронный коллайдер (LHC), обнаружили антигипергелий-4 – самую тяжелую из известных на сегодняшний день частиц антиматерии. Это открытие не просто расширяет наши знания о микромире, оно приближает нас к разгадке одной из величайших загадок космологии – барионной асимметрии, той самой головоломки, которая объясняет, почему наша Вселенная состоит практически исключительно из материи, а не из равных частей материи и антиматерии, как предсказывает стандартная модель.
Антигипергелий-4 – это не просто очередная частица. Это сложная структура, состоящая из двух антипротонов, антинейтрона и крайне нестабильной частицы антилямбда, состоящей из субатомных кварков. Можно представить его как «зловещего близнеца» гипергелия-4, его антипод в мире антиматерии. Его обнаружение – это невероятное достижение, требующее не только мощнейшей экспериментальной установки, какой является LHC, но и сложнейших методов обработки данных, включая применение машинного обучения.
Эксперимент, приведший к открытию, заключался в столкновении ионов свинца на невероятных скоростях. Это позволило ученым воссоздать условия, существовавшие в первые мгновения после Большого взрыва, когда материя и антиматерия, согласно теории, должны были находиться в состоянии совершенного баланса. Образующиеся в результате столкновений частицы антигипергелия-4 быстро распадались на более простые компоненты. Именно их сигнатуру и удалось зафиксировать ученым, подтвердив существование этой экзотической частицы. Более того, в ходе эксперимента был обнаружен и антигипергидроген-4 – более легкий аналог антигипергелия-4.
Результаты эксперимента подтвердили теоретические предсказания о рождении материи и антиматерии в равных количествах в момент Большого взрыва. Однако, возникает главный вопрос: куда делась антиматерия? Почему окружающий нас мир состоит практически исключительно из материи? Это фундаментальная проблема современной физики, и открытие антигипергелия-4 – это значительный шаг на пути к её решению.
Дальнейшие исследования, особенно с учетом запланированной на 2024 год установки новых сверхмощных магнитов на LHC, обещают ещё более впечатляющие результаты. Ученые CERN надеются, что эти эксперименты прольют свет на механизмы, ответственные за барионную асимметрию, возможно, приблизив нас к пониманию самого зарождения Вселенной.
Значимость этого открытия сопоставима с такими прорывами, как обнаружение бозона Хиггса или изучение распада B-мезона. Более того, потенциальные последствия открытия антигипергелия-4 простираются далеко за пределы фундаментальной науки. Возможность использования антиматерии в качестве топлива для двигателей космических кораблей, теоретически позволяющая достигать сверхсветовых скоростей и совершать межзвездные путешествия за годы, а не за десятилетия, открывает новые горизонты для освоения космоса.
Открытие антигипергелия-4 на Большом адронном коллайдере, несомненно, является сенсационным событием, бросающим вызов нашим представлениям о Вселенной. Однако, если рассматривать это открытие сквозь призму альтернативных космологических теорий, которые ставят под сомнение теорию Большого взрыва, картина существенно меняется.
Теория Большого взрыва, несмотря на свою популярность, имеет ряд нерешённых проблем, включая саму барионную асимметрию – тот самый дисбаланс между материей и антиматерией, который мы наблюдаем сегодня. Если Большой взрыв действительно произошёл, то почему в результате возникло такое огромное преобладание материи над антиматерией? Открытие антигипергелия-4, подтверждающее рождение равных количеств материи и антиматерии в высокоэнергетических столкновениях, казалось бы, лишь усиливает эту загадку.
Но что, если сам Большой взрыв – это неверная интерпретация наблюдаемых данных? Существуют альтернативные космологические модели, описывающие эволюцию Вселенной без сингулярности Большого взрыва. В этих моделях, Вселенная существует вечно, проходя через циклы расширения и сжатия, или же существует в многомерном пространстве, где наши наблюдения представляют лишь ограниченную часть реальности.
В рамках таких альтернативных моделей, образование антигипергелия-4 можно объяснить без ссылки на первоначальный момент Большого взрыва. Например, в модели циклической Вселенной, высокоэнергетические столкновения, подобные тем, что происходят на LHC, могли бы быть обычным явлением в различные эпохи существования Вселенной, порождая как материю, так и антиматерию. Дисбаланс между ними мог бы возникать в результате различных физических процессов, происходящих на протяжении всей истории Вселенной, а не только в её самом начале.
Другой подход заключается в рассмотрении многомерных космологических моделей. В них, наблюдаемая нами Вселенная может быть лишь частью более сложной многомерной структуры, где процессы рождения и аннигиляции материи и антиматерии происходят непрерывно в различных измерениях. Антигипергелий-4, в этом случае, мог бы быть «проявлением» процессов, происходящих в других измерениях, которые просачиваются в наше четырёхмерное пространство-время.
Конечно, эти альтернативные объяснения пока остаются гипотезами. Они требуют дальнейшего теоретического развития и подтверждения экспериментальными данными. Однако, открытие антигипергелия-4 подчеркивает необходимость более глубокого изучения альтернативных космологических моделей. Может быть, разгадка тайны барионной асимметрии и происхождения Вселенной скрыта не в деталях теории Большого взрыва, а в совершенно новой парадигме, которая пока ещё находится за пределами нашего понимания. Открытие антигипергелия-4 может быть тем самым ключом, который откроет дверь в эту новую парадигму, заставив нас пересмотреть фундаментальные основы нашей картины мира. Дальнейшие эксперименты на LHC и развитие новых теоретических моделей будут иметь решающее значение для проверки этих альтернативных гипотез и определения истинного пути к пониманию происхождения Вселенной.
Источник фото: Юлия Галунова