Два от най-големите пробиви във физиката през последното десетилетие са откритието, че мъгливите субатомни частици, наречени неутрино, всъщност имат малко количество маса и откриването, че разширяването на Вселената всъщност набира скорост.
Сега трима физици от Вашингтонския университет предполагат, че двете открития са интегрално свързани чрез една от най-странните характеристики на Вселената, тъмна енергия, връзка, която според тях може да бъде причинена от неразпозната по-рано субатомна частица, която наричат „акселерон“.
Тъмната енергия беше незначителна в ранната Вселена, но сега тя представлява около 70 процента от Космоса. Разбирането на феномена би могло да помогне да се обясни защо някой ден, дълго в бъдещето, Вселената ще се разшири толкова много, че на нашето нощно небе няма да се виждат други звезди или галактики и в крайна сметка би могло да помогне на учените да разберат дали разширяването на Вселената ще продължи за неопределено време.
В тази нова теория неутрино се влияе от нова сила, резултат от взаимодействието им с ускорители. Резултатът от тъмната енергия, когато Вселената се опитва да раздърпа неутрино, предизвиквайки подобно напрежение в опъната гумена лента, заяви Ан Нелсън, професор по физика на UW. Това напрежение подхранва разширяването на Вселената, каза тя.
Неутрино са създадени от трилиони в ядрените пещи на звезди като нашето слънце. Те протичат във Вселената, а милиарди преминават през цялата материя, включително хората, всяка секунда. Освен незначителна маса, те нямат електрически заряд, което означава, че взаимодействат много малко, ако изобщо, с материалите, през които преминават.
Но взаимодействието между ускорителите и други вещества е още по-слабо, каза Нелсън, поради което тези частици все още не са били наблюдавани от сложни детектори. В новата теория обаче ускорителите проявяват сила, която може да повлияе на неутрино, сила, която според нея може да бъде открита чрез различни експерименти с неутрино, които вече работят по целия свят.
„Има много модели тъмна енергия, но тестовете са предимно ограничени до космологията, по-специално измерването на скоростта на разширяване на Вселената. Тъй като това включва наблюдение на много отдалечени обекти, е много трудно да се направи точно такова измерване “, каза Нелсън.
„Това е единственият модел, който ни дава смислен начин да правим експерименти на земята, за да намерим силата, която поражда тъмна енергия. Можем да направим това с помощта на съществуващи експерименти с неутрино. "
Новата теория е разработена в статия на Нелсън; Дейвид Каплан, също преподавател по физика на UW; и Нийл Вайнер, научен сътрудник по физика. Тяхната работа, подкрепена отчасти с безвъзмездна финансова помощ от американското министерство на енергетиката, е подробно описана в документ, приет за публикуване в предстоящ брой на Physical Review Letters, списание на American Physical Society.
Изследователите казват, че масата на неутрино всъщност може да се променя в зависимост от средата, през която преминава, по същия начин появата на светлина се променя в зависимост от това дали пътува през въздух, вода или призма. Това означава, че неутрино детекторите могат да излязат с малко по-различни открития в зависимост от това къде се намират и какво ги заобикаля.
Но ако неутрино са компонент на тъмната енергия, това предполага съществуването на сила, която да съгласува аномалиите между различните експерименти, каза Нелсън. Съществуването на тази сила, съставена както от неутрино, така и от ускорители, ще продължи да подхранва разширяването на Вселената, каза тя.
Физиците са преследвали доказателства, които биха могли да кажат дали Вселената ще продължи да се разширява за неопределено време или ще се спре рязко и ще се срине в себе си в така наречения „голям крах“. Докато новата теория не предписва "голяма криза", каза Нелсън, това означава, че в един момент разширяването ще спре да става по-бързо.
„В нашата теория в крайна сметка неутрино ще се раздалечи твърде много и ще стане твърде масивно, за да бъде повлияно от ефекта на тъмната енергия, така че ускоряването на разширяването ще трябва да спре“, каза тя. „Вселената може да продължи да се разширява, но с постоянно намаляваща скорост.“
Оригинален източник: Университет във Вашингтон
