Физици теоретици от САЩ и Япония предложиха ново обяснение на проблема за електрослабата йерархия във физиката на елементарните частици.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Physical Review Letters, а накратко за тях съобщава физикът Майкъл Дайн от Калифорнийския университет в Санта Крус в своята колонка в изданието Physics.

В своята работа физиците са предложили модел, в който, заедно с полето на Хигс от Стандартния модел, присъства ново поле, аналогично на аксионното.

Свързаната с последното поле хипотетична частица позволява да се реши силния СР проблем в квантовата хромодинамика – отсъствието в експеримента на нарушение на инвариантността в уравненията от теорията при едновременни огледални отражения и замяна на частиците с античастици, когато теоретично такова нарушение е възможно.

Масата на Хигс бозона в модела на учените зависи от величината на аксионоподобното поле. Веднага след Големия взрив неговата стойност е била голяма, но Вселената постепенно е еволюирала до наблюдаваните днес параметри.

Моделът на учените е съвместим с инфлационната теория (според която Вселената след Големия взрив се е намирала в стадий на експоненциално разширение), а еволюцията на новото поле спира, когато масите на електрослабите бозони приемат съвременните стойности (след това аксионоподобното поле започва да осцилира).

Проблемът с йерархията на масите е свързан с големия разрив между експериментално наблюдаваните маси на елементарните частици и мащабите на енергията в ранната Вселена. По-конкретно масата на най-тежката частица от Стандартния модел е равна на 173,1 гигаелектронволта, докато Планковата маса (която е горен предел за масите на частиците и характерните мащаби за теорията на струните) е равна на 2,43×1018 гигаелектронволта.

В своята работа авторите са се опитали да обяснят не цялата наблюдавана йерархия на масите, а само електрослабата. В този случай енергийният мащаб е равен на около 246 гигаелектронволта (на тази стойност съответства вакуумното очакване на Хигсовото поле).

Днес съществуват три обяснения на такъв разрив. Първото е свързано със съществуването на други (още неоткрити експериментално) частици. За тяхната роля претендират в частност суперсиметричните частици и тъмната материя.

Второто обяснение не предполага въвеждането на нови частици и се свежда до така наречения антропен принцип – Вселената е такава, каквато е, със зададения набор от описващи нейната природа параметри, тъй като иначе не би съществувал човек, задаващ такива въпроси (по-конкретно за йерархията на масите).

Третото обяснение се свежда до съществуването на Мегавселена.