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.