Nova partícula elementar pode resolver o mistério do lítio desaparecido

A nova partícula elementar X, não prevista pelo Modelo Padrão, pode explicar o mistério da divergência de previsões sobre a quantidade de lítio no Universo com a quantidade observada. Isso foi relatado em seu trabalho por uma equipe internacional de físicos, liderada por Maxim Pospelov, do Instituto Canadense de Física Teórica.

O mistério da falta de lítio é que, comparado com a quantidade prevista dessa substância, que deveria se formar logo após o Big Bang, ela é observada no Universo três vezes menos. A existência de uma nova partícula ainda não foi confirmada, e os físicos já a designaram responsável pelo desaparecimento do lítio.

De acordo com a teoria da nucleossíntese do Big Bang ( nucleossíntese primária), logo após esse evento histórico (no intervalo de 10 segundos a 20 minutos), prótons e nêutrons começaram a se unir em núcleos. Como resultado, apareceu o deutério, uma grande quantidade de hélio-4 e um pouco de hélio-3. Sua combinação deu origem ao berílio-7, que depois decaiu para o lítio-7.

Observações da radiação cósmica de fundo em microondas nos fornecem a proporção exata de fóton-bárions, como resultado da teoria nos permite calcular as proporções em que os vários núcleos estavam. E o hélio com deutério se encaixa muito bem nesses cálculos. Mas o lítio bombeado - observa-se 2-5 vezes menos (dependendo da técnica de cálculo).

Enquanto os astrofísicos continuam procurando um processo que ocorre em uma atmosfera estelar que pode se tornar responsável por reduzir a quantidade de lítio. Mas os físicos propõem outra teoria - uma partícula desconhecida X, que pode ter encontrado pesquisadores no LHC, pode interagir com prótons e nêutrons logo após o Big Bang e afetar a quantidade resultante de lítio.

A nova partícula deve ser carregada, estável o suficiente e ter uma massa de 1,6 a 20 MeV. Poderia quebrar o berílio em hélio-3 e -4 antes de decair para o lítio-7, ou quebrar o deutério, o que levaria à liberação de nêutrons, que, por sua vez, destruiriam o lítio e depois se recombinariam. por prótons, como resultado da qual a quantidade total de deutério permaneceria praticamente inalterada.

Pospelov também afirma que sua nova partícula se ajustaria perfeitamente ao papel de mediador entre a matéria comum e a escura, porque se espera que essa partícula pesa apenas 10 a 30 MeV.

A situação é complicada pelo fato de a suposta partícula X descrita no artigo não ser a mesma que foi descoberta recentemente pelos pesquisadores do CERN.. E isso significa que pode haver até duas novas partículas fora do Modelo Padrão.

Em dezembro passado, duas equipes independentes de físicos do CERN, a Organização Européia para Pesquisa Nuclear, trabalhando no Large Hadron Collider, relataram observar traços de uma partícula não identificada não prevista pelo Modelo Padrão. No caso de confirmação de suas descobertas, pode se tornar a maior descoberta da física.

Até agora, os cientistas têm duas suposições sobre esse evento. Uma nova partícula em potencial pode vir a ser uma versão mais pesada do bóson de Higgs responsável pela massa, ou graviton - o portador da gravidade. Se a existência de uma nova partícula for confirmada, será uma descoberta mais séria que o bóson de Higgs, que apenas confirmou a teoria existente.

Source: https://habr.com/ru/post/pt394841/