Вчені висунули революційну гіпотезу, що спростовує чинні уявлення про формування Всесвіту

Міжнародна група науковців створила нову наукову методику для вивчення процесу змішування кварків — фундаментальної властивості частинок, які складають протони та нейтрони. Це відкриття може суттєво змінити наше розуміння фізики елементарних частинок, сил, які утримують ядра атомів, та процесів, що формують Всесвіт, пише Inter­est­ing Engi­neer­ing.

Дослідники пояснили: кварки поділяються на шість типів: верхні, нижні, чарівні, дивні, верхівкові та донні. Найсильніше змішування спостерігається між верхніми і нижніми кварками — найбільш стабільними й легкими серед них. Вчені досліджували цей процес за допомогою надточного методу, відомого як супердозволений ядерний бета-розпад, який дозволяє вимірювати перетворення протонів у нейтрони (або навпаки) без значних змін у структурі чи енергетичних рівнях ядра.

Дослідження виявило, що змішування кварків є складним через взаємодію кількох сил під час розпаду. Зокрема, слабка взаємодія, яка викликає бета-розпад, значно впливає на матриці переходів — математичні елементи, що описують зміни між початковими й кінцевими станами ядра.

Подолання невизначеностей

Одним із ключових досягнень роботи стало ідентифікування чинників, які створюють невизначеності у розрахунках. Окрім слабких сил, електромагнітні та сильні ядерні взаємодії також роблять внесок у складність вимірювань. Дослідники запропонували корекції, які допоможуть мінімізувати ці невизначеності та уточнити процес змішування кварків.

“Ми детально описали електрослабкі корекції до супердозволених бета-розпадів, включаючи вплив потенціалу, ультрам’яких частинок та факторизацію в розрахунках”, — зазначають автори дослідження.

Це дослідження відкриває нові перспективи для вивчення кварків і слабких взаємодій, що є важливими для фундаментальної фізики. Результати дозволяють зробити перші кроки до вирішення загадки, яка залишається нерозгаданою понад півстоліття.