Самые загадочные элементарные частицы во Вселенной: физики сомневаются в их реальности.

Вся материя во Вселенной состоит из фундаментальных частиц, таких как кварки, протоны, нейтроны, электроны и нейтрино. Каждая из этих частиц обладает уникальными свойствами. Однако существуют и гипотетические частицы, которые столь необычны, что физики даже сомневаются в их существовании. Вот пять самых странных и редких гипотетических элементарных частиц во Вселенной, согласно Space.

Темный фотон

Всем известен обычный фотон, который является частицей света. Но физики полагают, что существует также темный фотон, который по своему строению схож с обычным, но обладает "темной" природой. Темные фотоны считаются носителями неизвестного фундаментального взаимодействия и могут быть составными частями темной энергии и темной материи.

Темная материя — это невидимая форма материи, составляющая большую часть массы почти каждой галактики. Темная энергия отвечает за ускоренное расширение Вселенной. По мнению физиков, темная энергия и темная материя составляют основную массу энергии и материи во Вселенной.

Физики не уверены, является ли темная сторона Вселенной столь же сложной, как ее светлая сторона, то есть обычная материя и энергия. Если темная сторона действительно столь же сложна, это может означать, что существуют дополнительные фундаментальные силы, действующие исключительно между темной материей и/или темной энергией. Темные фотоны могут быть переносчиками этих неизвестных сил.

На данный момент ученые не нашли доказательств существования темных фотонов, и они остаются гипотетическими частицами.

Курватон

Физики предполагают, что в первые мгновения после Большого взрыва Вселенная испытала период чрезвычайно быстрого расширения, известный как космическая инфляция. За это расширение, как считается, отвечала загадочная частица, именуемая инфлатоном, которая представляет собой мощную версию темной энергии.

Космическая инфляция, по мнению ученых, создала условия для формирования звезд, галактик и их скоплений, появившихся значительно позже.

Однако физики до конца не понимают космическую инфляцию и то, каким образом она сформировала структуру космоса. В связи с этим ученые выдвинули предположение о существовании гипотетической частицы курватон, которая могла бы существовать наряду с инфлатоном.

Считается, что именно курватон, появившись после завершения космической инфляции, сыграл ключевую роль в создании структуры Вселенной, которую мы знаем. Однако недостатком этой гипотезы является необходимость существования двух гипотетических частиц для объяснения одного явления — космической инфляции. Эта частица также пока не была обнаружена, но поиски продолжаются.

Глюбол

Глюон, существующий в девяти вариантах, является переносчиком одной из четырех фундаментальных сил Вселенной — сильного взаимодействия.

Глюоны отвечают за сильное взаимодействие между кварками, из которых состоят протоны и нейтроны. Последние, являясь барионами, имеют три кварка и глюона, в то время как мезоны содержат два кварка и глюона.

Однако физики предполагают существование гипотетической частицы, называемой глюбол, состоящей исключительно из глюонов, которые удерживаются вместе за счет сильного взаимодействия.

Глюболы крайне неуловимы, поскольку могут существовать менее микросекунды. Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает, что глюболы удивительным образом могут существовать и их можно обнаружить с помощью ускорителей частиц.

X17

В 2015 году венгерские физики объявили о существовании гипотетической частицы под названием Х17. Ученые создали установку для поиска темных фотонов, в которой протоны запускались по мишени из лития-7, что приводило к образованию ядер бериллия-8, которые распадались и производили пары электронов и позитронов. Если бы физики обнаружили больше таких частиц, чем ожидалось, это могло бы указывать на наличие темных фотонов.

Физики зафиксировали аномальное увеличение количества электронов и позитронов и предположили, что это связано с неизвестной частицей массой 17 МэВ, что в 34 раза больше массы электрона. Поэтому загадочная новая частица получила название X17.

Несмотря на то, что дальнейшие исследования подтверждали возможность существования такой частицы, убедительных доказательств пока нет.

Преон

Напомним, что атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Первые две частицы, в свою очередь, состоят из кварков. Однако физики считают, что кварки и лептоны (включая электроны, мюоны и нейтрино) состоят из гипотетической частицы, известной как преон.

Одной из основных причин существования преонов является то, что многие частицы очень похожи друг на друга, но отличаются лишь в незначительных аспектах. На данный момент у физиков нет объяснения этим почти идентичным свойствам, поэтому предполагается, что они могут возникать в результате каких-то неизвестных взаимодействий.

Физики предложили концепцию преонов для объяснения почти каждой нерешенной проблемы Стандартной модели физики элементарных частиц. Однако до сих пор не найдено доказательств того, что кварки и лептоны являются составными частицами.