Nueva partícula elemental puede resolver el misterio del litio desaparecido

La nueva partícula elemental X, no prevista por el Modelo Estándar, puede explicar el misterio de la divergencia de las predicciones sobre la cantidad de litio en el Universo con su cantidad observada. Esto fue informado en su trabajo por un equipo internacional de físicos, dirigido por Maxim Pospelov del Instituto Canadiense de Física Teórica.

El misterio de la falta de litio es que, en comparación con la cantidad prevista de esta sustancia, que se suponía que se formaría poco después del Big Bang, se observa en el Universo tres veces menos. La existencia de una nueva partícula aún no ha sido confirmada, y los físicos ya la han designado responsable de la desaparición del litio.

Según la teoría de la nucleosíntesis del Big Bang ( nucleosíntesis primaria), poco después de este evento histórico (en el intervalo de 10 segundos a 20 minutos), los protones y los neutrones comenzaron a unirse en núcleos. Como resultado, apareció deuterio, una gran cantidad de helio-4 y un poco de helio-3. Su combinación dio lugar al berilio-7, que luego se descompuso en litio-7.

Las observaciones de la radiación cósmica de fondo de microondas nos dan la proporción exacta de fotones-bariones, como resultado de lo cual la teoría nos permite calcular las proporciones en que se encontraban los distintos núcleos. Y el helio con deuterio encaja muy bien en estos cálculos. Pero el litio se bombea: se observa 2-5 veces menos (dependiendo de la técnica de cálculo).

Mientras que los astrofísicos continúan buscando un proceso que tenga lugar en una atmósfera estelar que podría ser responsable de reducir la cantidad de litio. Pero los físicos proponen otra teoría: una partícula desconocida X, que puede haber conocido a investigadores en el LHC, podría interactuar con protones y neutrones poco después del Big Bang, y afectar la cantidad resultante de litio.

La nueva partícula debe estar cargada, lo suficientemente estable y tener una masa de 1.6 a 20 MeV. Podría romper el berilio en helio-3 y -4 antes de descomponerse en litio-7, o romper el deuterio, lo que conduciría a la liberación de neutrones, lo que, a su vez, destruiría el litio y luego se recombinaría con por protones, como resultado de lo cual la cantidad total de deuterio permanecería prácticamente sin cambios.

Pospelov también afirma que su nueva partícula se adaptaría perfectamente al papel de mediador entre la materia ordinaria y la materia oscura, porque se espera que dicha partícula pese solo 10-30 MeV.

La situación se complica por el hecho de que la supuesta partícula X descrita en el artículo no es la misma que descubrieron recientemente los investigadores del CERN.. Y esto significa que puede haber hasta dos partículas nuevas fuera del Modelo Estándar.

En diciembre pasado, dos equipos independientes de físicos del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, que trabajaban en el Gran Colisionador de Hadrones, informaron haber observado rastros de una partícula no identificada no prevista por el Modelo Estándar. En el caso de la confirmación de sus hallazgos, puede convertirse en el mayor descubrimiento en física.

Hasta ahora, los científicos tienen dos suposiciones sobre este evento. Una nueva partícula potencial puede resultar ser una versión más pesada del bosón de Higgs responsable de la masa, o gravitón, el portador de la gravedad. Si se confirma la existencia de una nueva partícula, será un descubrimiento más serio que el bosón de Higgs, que solo confirmó la teoría existente.

Source: https://habr.com/ru/post/es394841/