Mikas Matsuzawa, Hirosima Universiteti

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriModel, bu dolaşıq enerji sahələrinin hər şeydən üstün olduğu qısa “düyünlərin üstünlük təşkil etdiyi dövr”ü, qravitasiya dalğası siqnalları vasitəsilə yoxlanıla bilən bir ssenari təklif edir. Kredit: Muneto Nitta

1867-ci ildə Lord Kelvin atomları efirdəki düyünlər kimi təsəvvür etdi. Tezliklə bu fikir təkzib olundu. Atomların tamamilə başqa bir şey olduğu ortaya çıxdı. Lakin onun atılan baxışı hələ də kainatın niyə mövcud olduğunun açarını saxlaya bilər.

https://aec1af056ca799192f41f8e76a1b7005.safeframe.googlesyndication.com/safeframe/1-0-45/html/container.html

İndi ilk dəfə olaraq yapon fizikləri düyünlərin neytrino kütlələri, qaranlıq maddə və güclü CP problemi kimi dərin bulmacaları həll edən real hissəciklər fizikası çərçivəsində yarana biləcəyini göstərdilər .

Fiziki İcmal Məktublarında onların tapıntıları göstərir ki, bu “kosmik düyünlər” təlatümlü yeni doğulmuş kainatda qısa müddət ərzində əmələ gəlmiş və hakim olmuş, maddəni antimaddədən üstün tutacaq şəkildə çökmüş və gələcək detektorların dinləyə biləcəyi unikal bir uğultu geridə qoymuşdur.

Yaponiyada Xirosima Universitetinin Beynəlxalq Davamlılıq İnstitutunun (WPI-SKCM 2) Düyünlü Xiral Meta Materiya ilə Davamlılıq İnstitutunun professoru (xüsusi təyinat) araşdırmanın müəllifi Muneto Nitta, “Bu tədqiqat fizikanın ən fundamental sirlərindən birinə müraciət edir: kainatımızın niyə antimaddədən deyil, maddədən ibarət olduğu ” ^.

“Bu sual vacibdir, çünki birbaşa ulduzların, qalaktikaların və özümüzün ümumiyyətlə niyə mövcud olduğumuza toxunur.”

Kainatın çatışmayan antimaddəsi

Big Bang bərabər miqdarda maddə və antimaddə istehsal etməli idi, hər bir hissəcik yalnız radiasiya qalana qədər öz əkizini məhv etməlidir. Bununla belə, kainat demək olar ki, heç bir antimaddə görünməyən materiyadan ibarətdir. Hesablamalar göstərir ki, bu gün atomlardan tutmuş qalaktikalara qədər gördüyümüz hər şey mövcuddur, çünki hər milyard maddə-antimaddə cütü üçün yalnız bir əlavə maddə zərrəciyi sağ qalmışdır.

Hissəciklər fizikasının Standart Modeli, qeyri-adi uğuruna baxmayaraq, bu uyğunsuzluğu izah edə bilməz. Onun proqnozları böyük ölçüdə çox aşağı düşür. Bariogenez kimi tanınan o kiçik artıq maddənin mənşəyini izah etmək fizikanın ən böyük həll edilməmiş tapmacalarından biridir.

Xirosima Universitetinin WPI-SKCM ^2- dən Nitta və Minoru Eto , Almaniyada Deutsches Elektronen-Synchrotron-dan Yu Hamada ilə birlikdə tərəzi və fənlər üzrə düyünlü və xiral hadisələri öyrənmək üçün yaradılmış institut, açıq şəkildə gizlənən bir cavab tapdıqlarını düşünürlər.

Ölçülmüş Baryon Sayının Minus Lepton Sayının (BL) simmetriyasını Peccei-Quinn (PQ) simmetriyası ilə birləşdirərək komanda göstərdi ki, düyünlər ilkin kainatda təbii şəkildə əmələ gələ bilər və müşahidə olunan artıqlığı yarada bilər.

Eto həm də Yamaqata Universitetinin professorudur və hər üç tədqiqatçı Yaponiyanın Keio Universiteti ilə bağlıdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761196157&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-key-universe-1800s-idea-science.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761196157695&bpp=1&bdt=221&idt=37&shv=r20251021&mjsv=m202510210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761196153%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761196153%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761196153%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8363315208924&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2695&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095299%2C31095352%2C42531706%2C95373975%2C95374042%2C95374288%2C95374627%2C95375703%2C31095372%2C42533294%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=4822533541684927&tmod=674931755&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x848_l%7C596x848_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=126

Xəyal hissəcikləri

Standart Modelin uzun müddətdir öyrənilmiş bu iki uzantısı onun ən çaşdırıcı boşluqlarından bəzilərini düzəldir. PQ simmetriyası güclü CP problemini, təcrübələrin nəzəriyyənin neytron üçün proqnozlaşdırdığı kiçik elektrik dipol anını niyə aşkar etməməsi ilə bağlı problemi həll edir və bu prosesdə qaranlıq maddənin aparıcı namizədi olan aksionu təqdim edir. Bu arada, B-L simmetriyası neytrinoların, gözə dəymədən bütün planetlər arasından sürüşə bilən xəyala bənzər hissəciklərin niyə kütləyə malik olduğunu izah edir.

PQ simmetriyasını ölçmək əvəzinə qlobal saxlamaq, güclü CP problemini həll edən incə aksion fizikasını qoruyur. Fizikada simmetriyanın “ölçülməsi” onun məkan zamanının hər nöqtəsində sərbəst hərəkət etməsinə imkan vermək deməkdir. Lakin bu yerli azadlıq baha başa gəlir. Ardıcıllığı qorumaq üçün təbiət tənlikləri hamarlaşdırmaq üçün yeni bir qüvvə daşıyıcısı təqdim etməlidir.

B-L simmetriyasını ölçməklə, tədqiqatçılar nəinki nəzəriyyəni anomaliyasız və aparıcı baryogenez modellərində mərkəzi tutmaq üçün tələb olunan ağır sağ əlli neytrinoların mövcudluğuna zəmanət verdilər, həm də kainatın ən erkən knotlarının bəziləri üçün maqnit əsasını təmin edən superkeçirici davranış təqdim etdilər.

Kosmik qalıqların qıvrılması

Kainat Böyük Partlayışdan sonra soyuduqca, onun simmetriyaları bir sıra faza keçidləri ilə parçalandı və buzun qeyri-bərabər donması kimi, bir çox kosmoloqun hələ də orada ola biləcəyinə inandığı kosmos telləri adlanan sap kimi qüsurları, fərziyyə çatlarını geridə qoydu. Protondan daha nazik olsa da, bir qarış ip dağları üstələyə bilər.

Kosmos genişləndikcə, bu filamentlərin qıvrılan şəbəkəsi bir zamanlar hökm sürmüş ilkin şərtlərin izlərini daşıyaraq uzanacaq və dolaşacaqdı.

B-L simmetriyasının pozulması maqnit axını borusu simlərini meydana gətirdi, PQ simmetriyası isə axınsız həddindən artıq maye burulğanlarına səbəb oldu. Onların çox təzadları onları uyğun edən şeydir.

BL axını borusu PQ superfluid burulğanının Chern-Simons birləşməsini bağlamaq üçün bir şey verir. Və öz növbəsində, mufta PQ həddindən artıq maye burulğan pompasını BL axını borusuna doldurmağa imkan verir və bu, normal olaraq döngənin sınmasına səbəb olan gərginliyə qarşı çıxır. Nəticə düyün soliton adlanan metastabil, topoloji cəhətdən kilidlənmiş konfiqurasiya oldu.

“Heç kim bu iki simmetriyanı eyni vaxtda öyrənməmişdi” dedi Nitta. “Bu, bizim üçün bir növ şanslı oldu. Onları bir araya gətirmək sabit bir düyün ortaya çıxardı.”Düyün solitonlar üçün ədədi həllərin 3D süjetləri. Kredit: Muneto Nitta/Hiroşima Universiteti

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Fantom kimi maneə keçidləri

Radiasiya dalğaları kosmos-zamanla uzandıqca enerjisini itirərkən, düyünlər daha yavaş sönən maddə kimi davranırdı. Tezliklə onlar hər şeyi geridə qoydular və kosmosda radiasiyanın deyil, enerji sıxlığının hökm sürdüyü bir dövrə girdilər. Lakin bu hökmranlıq davam etmədi.

Düyünlər nəhayət, kvant tunelləmə yolu ilə açıldı, bu prosesdə hissəciklər enerji maneələrindən keçərək sanki heç orada olmamış kimi sürüşürlər.

Onların çökməsi ağır sağ əlli neytrinolar əmələ gətirdi, bu onların strukturuna toxunmuş B-L simmetriyasının daxili nəticəsi idi. Bu böyük xəyali hissəciklər daha sonra antimateriya üzərində maddəyə qarşı zəif meyl göstərərək daha yüngül, daha sabit formalara çevrilərək bizə indi bildiyimiz kainatı verdi.

Tədqiqatın həmmüəllifi Hamada izah edir: “Əsasən, bu çökmə duş kimi sağ əlli neytrinolar, skalyar bozonlar və ölçülü bozon da daxil olmaqla çoxlu hissəciklər yaradır”.

“Onların arasında sağ əlli neytrinolar xüsusidir, çünki onların çürüməsi təbii olaraq maddə və antimaddə arasında balanssızlıq yarada bilər. Bu ağır neytrinolar elektronlar və fotonlar kimi daha yüngül hissəciklərə parçalanaraq kainatı yenidən qızdıran ikinci dərəcəli kaskad yaradır”.

“Bu mənada,” o əlavə etdi, “onlar bu gün kainatdakı bütün maddələrin, o cümlədən öz bədənlərimizin valideynləridir, halbuki düyünlər bizim baba və nənələrimiz kimi düşünülə bilər.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761196157&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-key-universe-1800s-idea-science.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761196157695&bpp=2&bdt=221&idt=47&shv=r20251021&mjsv=m202510210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761196153%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761196153%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761196153%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=8363315208924&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=5882&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095299%2C31095352%2C42531706%2C95373975%2C95374042%2C95374288%2C95374627%2C95375703%2C31095372%2C42533294%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=4822533541684927&tmod=674931755&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x848_l%7C596x848_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=127

Bir-birinə bağlamaq

Tədqiqatçılar modellərində kodlanmış riyaziyyata əməl etdikdə – düyünlərin sağ əlli neytrinoları nə qədər səmərəli istehsal etdiyini, bu neytrinoların nə qədər böyük olduğunu və çürüdükdən sonra kosmosun nə qədər isti olduğunu – bu gün müşahidə etdiyimiz maddə-antimaddə balanssızlığı tənlikdən təbii olaraq ortaya çıxdı.

^{Düsturu yenidən təşkil edərək və ağır sağ əlli neytrinolar üçün 10 12} giqa-elektronvolt (GeV) real kütləni qoşaraq və düyünlərin saxladıqları enerjinin böyük hissəsini bu hissəciklərin yaradılmasına yönəltdiyini fərz etsək, model təbii olaraq 100 GeV-lik yenidən isitmə temperaturunda eniş etdi.

Bu temperatur təsadüfən kainatın maddəni yaratmaq üçün son pəncərəsini göstərir. İstənilən soyuq və neytrino balanssızlığını maddəyə çevirən elektrozəif reaksiyalar həmişəlik bağlanacaq.

Yenidən 100 GeV-ə qədər qızdırmaq eyni zamanda kainatın cazibə dalğası xorunu daha yüksək tezliklərə doğru əyərək yenidən formalaşdırardı. Avropadakı Lazer İnterferometr Kosmos Antenası (LISA), ABŞ-da Kosmik Tədqiqatçı və Yaponiyadakı Desi-hers İnterferometr Qravitasiya Dalğası Rəsədxanası (DECIGO) kimi gələcək rəsədxanalar bir gün bu incə melodiya dəyişikliyinə qulaq asa bilər.

“Kosmik sətirlər bir növ topoloji solitondur, onları nə qədər büksəniz və ya uzatsanız da, eyni qalan miqdarlarla müəyyən edilən obyektlərdir” dedi Eto.

“Bu xüsusiyyət təkcə onların sabitliyini təmin etmir, həm də o deməkdir ki, bizim nəticəmiz modelin xüsusiyyətlərinə bağlı deyil. İş hələ də nəzəri olsa da, əsas topologiya dəyişmir, ona görə də biz bunu gələcək inkişafa doğru mühüm addım kimi görürük.”

Kelvin əvvəlcə düyünləri maddənin əsas tikinti blokları kimi fərz etsə də, tədqiqatçılar onların tapıntılarının “ilk dəfə olaraq düyünlərin maddənin mənşəyində həlledici rol oynaya biləcəyi real hissəciklər fizikası modelini təmin etdiyini” müdafiə etdilər.

“Növbəti addım bu düyünlərin əmələ gəlməsini və çürüməsini daha yaxşı proqnozlaşdırmaq üçün nəzəri modelləri və simulyasiyaları təkmilləşdirmək və onların imzalarını müşahidə siqnalları ilə əlaqələndirməkdir”, – Nitta bildirib.

“Xüsusilə, LISA, Cosmic Explorer və DECIGO kimi qravitasiya dalğası təcrübələri kainatın həqiqətən də düyünlərin üstünlük təşkil etdiyi bir dövrdən keçib-keçmədiyini yoxlaya biləcək.”

Tədqiqatçılar düyünlərin maddənin mənşəyi üçün vacib olub-olmadığını aydınlaşdırmağa və bununla da kainatın başlanğıcının daha dolğun hekayəsini birləşdirməyə ümid edirlər.

Ətraflı məlumat: Minoru Eto və digərləri, Hissəciklər Fizikasında Düyünlərin Bağlanması, Fiziki İcmal məktubları (2025). DOI: 10.1103/s3vd-brsn

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Hirosima Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir