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粒子物理學的新發現可能有助于解釋反物質的缺失

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-21瀏覽次數:1188

在粒子物理學的標準模型中,物質和反物質之間幾乎沒有差別。但是有充分的證據表明我們的可觀測宇宙僅由物質組成 - 如果存在任何反物質,它將與附近物質湮滅,產生非常高強度的伽馬輻射,這是未觀察到的。因此,弄清楚我們如何最終獲得豐富的材料是粒子物理學中最大的開放性問題之一。

由于標準模型中的這個和其他差距,物理學家正在考慮以有助于解決問題的方式添加一些額外粒子的理論。其中一個模型被稱為Two Higgs Doublet模型,雖然名稱實際上增加了四個額外的粒子。該模型可與迄今為止所有粒子物理觀測結果一致,包括歐洲核研究中心大型強子對撞機的觀測資料,但尚不清楚它是否也可以解決材料 - 反物質不平衡問題。由赫爾辛基大學團隊領導的研究小組著手從不同角度解決這一問題。他們的研究結果現已發表在物理評論函的一篇論文中。

大爆炸后大約十皮秒 - 就像希格斯玻色子開啟一樣 - 宇宙是粒子的熱等離子體。 “尺寸縮減技術讓我們用更簡單的量子理論取代描述這種熱等離子體的理論,并使用一套所有粒子必須遵循的規則,”該文章的作者David Weir博士解釋道。 “事實證明,當應用這些新規則時,較重,較慢的粒子并不重要,因此我們最終會得到一個不那么復雜的理論。”

然后可以使用清楚地了解正在發生的事情的計算機模擬來研究該理論。特別是當希格斯玻色子打開時,他們可以告訴我們宇宙是如何暴力失衡的。這對于確定宇宙歷史中是否存在使用Two Higgs雙峰模型產生物質 - 反物質不對稱性的空間非常重要。 “我們的研究結果表明,確實可以解釋反物質的缺失,并與現有的觀察結果一致,”Weir博士評論道。重要的是,通過利用尺寸減小,新方法完全獨立于模型中的任何先前工作。如果希格斯玻色子以如此猛烈的方式打開,它會留下回音。隨著宇宙新階段的氣泡成核,就像云一樣,像多云的天空一樣延伸到宇宙,氣泡之間的碰撞會產生大量的引力波。赫爾辛基大學和其他地方的研究人員正準備在諸如歐洲LISA項目等任務中發現這些引力波。

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