對於研究人員和科學家來說，最大的謎團之一是宇宙的形成。最近，歐洲核子研究組織（CERN）一直在努力發現一種稱為軸子的新粒子，它可以首次提供有關宇宙大爆炸後一秒鐘內發生的事件的資訊。
在這篇文章中，我們將告訴您關於 軸子，可以解釋大爆炸的粒子.
軸子和暗物質
軸子最初是由物理學家Roberto Peccei 和他的同事Helen Quinn 在1970 世紀XNUMX 年代提出的，它是一種基本粒子，它產生於旨在解決量子色動力學(QCD) 中問題的理論框架，量子色動力學(QCD) 是描述夸克和膠子之間相互作用的理論。這個問題屬於“宇稱守恆問題”，它表明特定特徵必須保持不被核相互作用改變。 軸子的引入作為重建這種對稱性的機制。
軸子最顯著的特徵之一是它作為軸子組成部分的潛在功能 暗物質，約佔宇宙總質量的 27%。暗物質不會發光或放射性，使其不可見，只能透過其重力影響才能觀察到。如果軸子被證明存在，它們可能在整個宇宙中大量存在，這為暗物質作為極輕且難以探測的粒子的難以捉摸的本質提供了合理的理由。
大爆炸和軸子粒子
被稱為大爆炸的原始爆炸開始了宇宙的形成，這是一個經過眾多宇宙學模型和理論檢驗的事件。據信，大爆炸後立即出現了各種粒子和輻射。如果軸子存在，它們可能在這個早期階段大量產生，在宇宙的演化中發揮作用。
軸子研究很重要 不僅是為了暗物質，也是為了提高我們對宇宙形成階段的理解。由於大爆炸產生了各種各樣的粒子，軸子的可能存在可以提供有關物質和能量的歷史組織的資訊。
我們有哪些關於宇宙歷史的資訊？
如今，透過對宇宙微波背景 (CMB) 電磁波譜的分析，科學家可以追溯到近 14 億年前宇宙冷卻到足以使質子和電子首次結合的時間。 導致中性氫的形成。
宇宙微波背景 (CMB) 觀測中檢測到的光子是在大爆炸 400.000 萬年後發射的，因此很難確定該時間之前的宇宙歷史。
然而，三名英國研究人員提出了一種理論，表明可能存在一種稱為軸子的粒子，該粒子 它可能是在宇宙歷史的最初一秒內發射的。 儘管這種粒子仍然是假設的，但有許多理由相信軸子實際上可能存在於宇宙中。
軸子到底是什麼？
軸子是理論基本粒子，儘管仍然是假設的，但可以解決當代粒子理論中的某些複雜問題。
軸子的存在將有助於解決強CP對稱性問題，該對稱性與物質和反物質之間的平衡有關。事實上，它可以為物質和反物質性質上的驚人相似性提供自然的解釋， 同時提供有關宇宙中物質相對反物質的優勢的資訊。
軸子可以提供有關神秘“暗物質”的信息， 佔宇宙的23%。 研究表明，這些粒子是大爆炸後不久出現的不可見物質或暗物質最有希望的候選者之一。
軸子及其在暗物質中的作用
考慮到暗物質可能由大爆炸後大量產生的軸子組成，研究人員正在努力盡快識別軸子暗物質。
《物理評論 D》上發表的一篇論文表明，旨在探測暗物質的更靈敏儀器的進步可能會無意中導致軸子的另一個指標的發現， 稱為CaB。 該術語表示類似於宇宙微波背景（CMB）的軸子，稱為宇宙軸子背景。然而，由於 CaB 和暗物質軸子之間的性質相似，因此存在 CaB 訊號在實驗環境中被視為雜訊的風險。
對於科學家來說 CaB 的鑑定代表雙重發現。它不僅會驗證軸子的存在，而且還將為科學界提供早期宇宙的新遺跡。生成 CaB 的方法可以揭示宇宙形成和演化迄今為止未知的方面。
檢測軸子的方法
CERN 進行的實驗旨在檢測軸子。一項旨在識別軸子粒子的實驗涉及使用微波諧振腔，該諧振腔針對放置在強磁場內的軸子質量進行了校準。該方法目前用於華盛頓大學的 ADMX 實驗和 有潛力探測到軸子，以防暗物質完全由軸子組成。
檢測軸子的另一種方法涉及使用日光鏡，專門設計用於識別太陽內產生的軸子。雖然迄今尚未發現軸子存在的證據，但由薩拉戈薩大學研究人員參與的 CAST 實驗克服了天體物理限制，開闢了一個先前未探索的探索區域。