يمكن لجسيم عنصري جديد أن يحل لغز الليثيوم المختفي

يمكن أن يفسر الجسيم الأولي الجديد X ، الذي لم يتنبأ به النموذج القياسي ، سر اختلاف التنبؤات حول كمية الليثيوم في الكون بالكمية المرصودة. جاء ذلك في عملهم من قبل فريق دولي من الفيزيائيين بقيادة مكسيم بوسبيلوف من المعهد الكندي للفيزياء النظرية.

إن سر نقص الليثيوم هو أنه بالمقارنة مع الكمية المتوقعة من هذه المادة ، التي كان من المفترض أن تتشكل بعد الانفجار العظيم بوقت قصير ، لوحظ في الكون ثلاث مرات أقل. لم يتم تأكيد وجود جسيم جديد بعد ، وقد قام الفيزيائيون بالفعل بتعيينه مسؤولًا عن اختفاء الليثيوم.

وفقا لنظرية النوى بيغ بانغ ( التخليق النوى الأساسي)) ، بعد فترة وجيزة من هذا الحدث التاريخي (في الفترة من 10 ثوانٍ إلى 20 دقيقة) ، بدأت البروتونات والنيوترونات تتحد في النوى. ونتيجة لذلك ، ظهر الديوتريوم ، وكمية كبيرة من الهيليوم -4 وقليل من الهيليوم -3. أدى مزيجهما إلى البريليوم -7 ، والذي تدهور بعد ذلك إلى الليثيوم -7.

تعطينا ملاحظات إشعاع الخلفية الكونية الميكروية النسبة الدقيقة للفوتونات - الباريونات ، ونتيجة لذلك ، تسمح لنا النظرية بحساب النسب التي كانت فيها النوى المختلفة. ويلائم الهيليوم مع الديوتريوم بشكل جيد للغاية في هذه الحسابات. لكن الليثيوم يضخ - لوحظ أقل 2-5 مرات (اعتمادًا على تقنية الحساب).

بينما يواصل علماء الفيزياء الفلكية البحث عن عملية تجري في جو نجمي يمكن أن يصبح مسؤولًا عن تقليل كمية الليثيوم. لكن الفيزيائيين يقترحون نظرية أخرى - يمكن أن يتفاعل الجسيم X المجهول ، الذي ربما التقى بالباحثين في المصادم LHC ، مع البروتونات والنيوترونات بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، ويؤثر على كمية الليثيوم الناتجة.

يجب أن يكون الجسيم الجديد مشحونًا ومستقرًا بما يكفي وله كتلة من 1.6 إلى 20 MeV. يمكن أن يكسر البريليوم إلى هيليوم 3 و -4 قبل أن يتحلل إلى الليثيوم -7 ، أو يكسر الديوتيريوم ، مما يؤدي إلى إطلاق النيوترونات ، والتي بدورها ستدمر الليثيوم ، ثم تتجمع مع بواسطة البروتونات ، ونتيجة لذلك ستبقى الكمية الإجمالية من الديوتريوم دون تغيير تقريبًا.

يدعي Pospelov أيضًا أن جسيمهم الجديد يناسب تمامًا دور الوسيط بين المادة العادية والظلام ، لأنه من المتوقع أن يزن هذا الجسيم 10-30 MeV فقط.

الوضع معقد بسبب حقيقة أن الجسيم X المزعوم الموصوف في المقالة ليس هو نفسه الذي اكتشفه باحثو CERN مؤخرًا .. وهذا يعني أنه يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى جسيمين جديدين خارج النموذج القياسي.

في ديسمبر الماضي ، أفاد فريقان مستقلان من الفيزيائيين من CERN ، المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية ، الذين يعملون في مصادم هادرون الكبير ، بملاحظة آثار جسيم غير معروف لم يتنبأ به النموذج القياسي. في حالة تأكيد النتائج التي توصلوا إليها ، قد يصبح أكبر اكتشاف في الفيزياء.

حتى الآن ، لدى العلماء افتراضان حول هذا الحدث. قد يتحول الجسيم الجديد المحتمل إلى نسخة أثقل من بوزون هيجز المسؤول عن الكتلة ، أو الجاذبية - حامل الجاذبية. إذا تم تأكيد وجود جسيم جديد ، فسيكون اكتشافًا أكثر خطورة من بوزون هيجز ، الذي أكد فقط النظرية الحالية.

Source: https://habr.com/ru/post/ar394841/