Neue Elementarteilchen können das Geheimnis des verschwundenen Lithiums lösen

Das neue Elementarteilchen X, das vom Standardmodell nicht vorhergesagt wird, kann das Geheimnis der Divergenz der Vorhersagen über die Menge an Lithium im Universum mit seiner beobachteten Menge erklären . Dies wurde in ihrer Arbeit von einem internationalen Team von Physikern unter der Leitung von Maxim Pospelov vom Canadian Institute of Theoretical Physics berichtet.

Das Geheimnis des Lithiummangels ist, dass es im Vergleich zu der vorhergesagten Menge dieser Substanz, die sich kurz nach dem Urknall bilden sollte, im Universum dreimal weniger beobachtet wird. Die Existenz eines neuen Teilchens wurde noch nicht bestätigt, und die Physiker haben es bereits für das Verschwinden von Lithium verantwortlich gemacht.

Nach der Urknall-Nukleosynthese-Theorie ( primäre Nukleosynthese)), kurz nach diesem Meilensteinereignis (im Intervall von 10 Sekunden bis 20 Minuten) begannen sich Protonen und Neutronen zu Kernen zu vereinigen. Als Ergebnis erschien Deuterium, eine große Menge Helium-4 und ein wenig Helium-3. Ihre Kombination führte zu Beryllium-7, das dann zu Lithium-7 zerfiel.

Beobachtungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung geben uns das genaue Verhältnis von Photonen-Baryonen, wodurch die Theorie es uns ermöglicht, die Anteile zu berechnen, in denen sich die verschiedenen Kerne befanden. Und Helium mit Deuterium passt sehr gut in diese Berechnungen. Aber Lithium wird aufgepumpt - es wird 2-5 mal weniger beobachtet (abhängig von der Berechnungstechnik).

Während Astrophysiker weiterhin nach einem Prozess suchen, der in einer Sternatmosphäre stattfindet, der für die Reduzierung der Lithiummenge verantwortlich sein könnte. Die Physiker schlagen jedoch eine andere Theorie vor - ein unbekanntes Teilchen X, das möglicherweise Forscher im LHC getroffen hat, könnte kurz nach dem Urknall mit Protonen und Neutronen interagieren und die resultierende Menge an Lithium beeinflussen.

Das neue Teilchen muss geladen, stabil genug und eine Masse von 1,6 bis 20 MeV haben. Es könnte Beryllium in Helium-3 und -4 zerlegen, bevor es zu Lithium-7 zerfällt, oder Deuterium aufbrechen, was zur Freisetzung von Neutronen führen würde, die wiederum Lithium zerstören und dann mit rekombinieren würden durch Protonen, wodurch die Gesamtmenge an Deuterium praktisch unverändert bleiben würde.

Pospelov behauptet auch, dass ihr neues Teilchen perfekt zur Rolle eines Vermittlers zwischen gewöhnlicher und dunkler Materie passen würde, da erwartet wird, dass ein solches Teilchen nur 10 bis 30 MeV wiegt.

Die Situation wird durch die Tatsache kompliziert, dass das im Artikel beschriebene angebliche Partikel X nicht das gleiche ist, wie es kürzlich von CERN-Forschern entdeckt wurde.. Dies bedeutet, dass es außerhalb des Standardmodells bis zu zwei neue Partikel geben kann.

Im vergangenen Dezember berichteten zwei unabhängige Teams von Physikern des CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, die am Large Hadron Collider arbeiteten, dass sie Spuren eines nicht identifizierten Partikels beobachteten, das vom Standardmodell nicht vorhergesagt wurde. Im Falle der Bestätigung ihrer Ergebnisse kann dies die größte Entdeckung in der Physik werden.

Bisher haben Wissenschaftler zwei Annahmen zu diesem Ereignis. Ein potenzielles neues Teilchen könnte sich als schwerere Version des Higgs-Bosons herausstellen, das für die Masse oder das Graviton - den Träger der Schwerkraft - verantwortlich ist. Wenn die Existenz eines neuen Teilchens bestätigt wird, ist dies eine schwerwiegendere Entdeckung als das Higgs-Boson, das nur die bestehende Theorie bestätigte.

Source: https://habr.com/ru/post/de394841/