Понятие темной материи
Используя
современные методы, ученые с высокой точностью определили количество всей
материи во вселенной и, как оказалось, оно намного превосходит обычную материю,
существующую в виде атомов. После обширной научной дискуссии, длившейся на
протяжении нескольких десятилетий, ученые пришли к следующему выводу: бóльшая
часть (т. е. около 84%) материи во вселенной состоит отнюдь не из атомов или
каких-либо других известных видов материи, а из чего-то другого, причем оно не
излучает, не отражает свет и не поглощает его. За неимением лучшего мы называем
это загадочное нечто «темной материей». Однако назвать — не значит понять.
Взаимодействие
темной материи должно осуществляться посредством так называемого слабого
ядерного взаимодействия или какой-то другой неизвестной еще силы, равномощной
слабому взаимодействию. Такие частицы назвали вимпами, от англ. WIMP «weakly
interacting massive particles» — слабо взаимодействующие массивные частицы.
Темная материя и позитронно-электронная модель атомного ядра
Темная
материя является источником гравитационного поля. Свет (фотон = позитрон + электрон),
проходя сквозь темную материю, взаимодействует с ней. Электрон
отталкивается от черной материи, позитрон притягивается. В результате фотон в
сильном гравитационном поле как бы делится на позитрон и электрон. Позитрон
поглощает часть темной материи,
превращаясь в протон. Сам же фотон в итоге превращается в нейтрон.
Этап 1
|
Этап 2
|
Этап 3
|
Фотон
и темная материя находятся далеко друг от друга
|
Фотон
и темная материя находятся близко друг к другу, Фотон начинается как бы
расслаиваться на позитрон и электрон
|
Позитрон захватил темную материю и образовался протон, в паре с электроном - нейтрон. Кулоновское притяжение между протоном и электроном компенсируется отталкиванием темной материи и электрона
|
 |
 |
 |
Протон - относится к барионам, имеет спин 1/2, электрический заряд +1 (в
единицах элементарного электрического заряда). В физике элементарных частиц
рассматривается как нуклон с проекцией изоспина +1/2 (в ядерной физике принят
противоположный знак проекции изоспина). Стабилен (нижнее ограничение на время
жизни - 2,9·1029 лет независимо от канала распада, 1,6·1033 лет
для распада в позитрон и нейтральный пион).
Протоны принимают участие в термоядерных реакциях, которые
являются основным источником энергии, генерируемой звёздами. В частности, реакции
pp-цикла, который
является источником почти всей энергии, излучаемой Солнцем.
А. был впервые обнаружен
экспериментально в 1955 О. Чемберленом (О. Chamberlain), Э. Сегре (E. Segre),
К. Вигандом (С. Wiegand) и T. Ипсилантисом (T. Ypsilantis) в Беркли (США) на
ускорителе протонов с максимальной энергией 6,3 ГэВ.
Антипротон должен
аннигилировать с протоном. Экспериментальные исследования показывают,
аннигиляция низкоэнергетических протонов и антипротонов идёт частично с
образованием 4-5 пи-мезонов, т.е. анимирует только положительный и отрицательный
заряд.
Антиматерия
Антивещество (антиматерия)
образовавшаяся в результате большого взрыва находиться на месте нашей
вселенной, но в другом интервале времени. Соответственно есть вероятность
появления антипротонов из антивещества в нащей вселенной.
Таблица протонов
Материя
|
Антиматерия
|
|
Элементарная частица
|
Протон +
|
Антипротон -
|
Масса
|
938.2719(98) МэВ
|
938.2719(98) МэВ
|
Классы
|
фермион, адрон, барион,
N-барион
|
фермион, адрон, барион,
N-барион
|
Квантовые числа
|
||
Электрический заряд
|
+1
|
-1
|
Спин
|
1/2
|
1/2
|
Изотопический спин
|
1/2
|
1/2
|
Барионное число
|
1
|
-1
|
Страннлсть
|
0
|
0
|
Очарование
|
0
|
0
|
Электрон и протон могут образовывать нейтрон.
