Fisiks ea Likaroloana le Kamano ea Eona le Bokahohle
Fisiks ea likaroloana le cosmology hangata li nkoa e le makala a mabeli a fapaneng a saense: le leng le ithuta tlhaho ka sekala se senyenyane ka ho fetisisa, ha le leng le bua ka sebopeho le phetoho ea bokahohle ka boholo. Leha ho le joalo, ts'ebetsong, masimo ana a mabeli a hokahane haufi-ufi. Kutloisiso ea rona ea tšimoloho, litaba le qetello ea bokahohle e hokahane ka mokhoa o ke keng oa aroloa le melao e laolang likaroloana tsa motheo. Ka lehlakoreng le leng, cosmology e fana ka "laboratori ea tlhaho" e feteletseng - matla a phahameng haholo, bongata bo boholo, le linako tse telele haholo - tse ke keng tsa phetoa ka botlalo Lefatšeng. Kamano ena e hlahisitse tšimo ea lithuto tse fapaneng eo hangata e bitsoang fisiks ea astroparticle kapa cosmology ea likaroloana.
Ho tloha ho e Nyane Haholo ho ea ho e Kholo Haholo
Fisiks ea likaroloana e ithuta likaroloana tsa motheo tse kang li-quark, li-leptone (ho kenyeletsoa li-elektrone le li-neutrino), le matla a motheo a laolang likamano tsa tsona. Moralo oa mantlha o hlalosang ka katleho liketsahalo tsa subatomic ke Standard Model, o kenyeletsang likhopolo tsa tšimo ea quantum bakeng sa likamano tsa motlakase, tse fokolang le tse matla. Leha ho le joalo, Standard Model ha ea fella: ha e hlalose ka botlalo matla a khoheli, ha e hlalose ka botlalo tšimoloho ea neutrino, 'me ha e fane ka mokhethoa ea kholisang bakeng sa taba e lefifi.
Thuto ea bokahohle, haholo-holo thuto ea bokahohle ea sejoale-joale e thehiloeng holim'a kamano e akaretsang le litebello tsa linaleli, e ithuta katoloso ea bokahohle, sebopeho sa bona se seholo (lihlopha tsa linaleli le lihlopha tsa linaleli), mahlaseli a bokahohle a microwave (CMB), le nalane ea bona ea mocheso. Ha re latela nalane ea bokahohle morao koana, re fumana hore metsotsong ea bona ea pele, bo ne bo le teng ka matla a phahameng haholo - hantle feela sebaka sa fisiks ea likaroloana. Sena se bolela hore ho utloisisa thuto ea bokahohle ea pele, re hloka fisiks ea likaroloana; 'me ho leka fisiks ea likaroloana ka matla a feteletseng, re ka "bala" mesaletsa ea eona bokahohleng.
Bokahohle ba Pele e le Sefutho se Seholo sa ho Potlakisa
Metsotsoana e seng mekae ea pele ka mor'a Big Bang e emela maemo a fetang hōle bokhoni ba li-accelerator tsa likaroloana tsa hona joale. Matla, mocheso le boima ba nako eo li ile tsa lumella lits'ebetso tse neng li tla bopa sebopeho sa bokahohle hamorao. Mohlala, bokahohleng ba pele, likaroloana le li-antiparticles li ile tsa bōptjoa 'me tsa timetsoa ka tekanyo ea mocheso. Ha bokahohle bo ntse bo atoloha le ho pholile, likamano tse ling li ile tsa "hoama," tsa siea bongata bo ka lebelloang ba likaroloana tse itseng. Khopolo ena e tšehetsa likhopolo tse fapaneng mabapi le tšimoloho ea ntho e lefifi, kaha ho nahanoa hore bakhethoa ba bangata ba taba e lefifi ba thehiloe ka mekhoa ea ho hoama kapa ho hoama bokahohleng ba pele.
Ho feta moo, bokahohle ba pele bo boetse bo fana ka sethala sa ho utlwisisa diphetoho tsa mekhahlelo fisiks ya dikarolwana. Ha dithempereichara di theoha ka nqane ho moedi o itseng, di-symmetries tsa motheo di ka "robeha." Ketsahalo e le nngwe ya bohlokwa ke ho robeha ha symmetry ya electroweak e amanang le mokgwa wa Higgs. Phetoho ena e na le bokgoni ba ho hlahisa diketsahalo tsa bokahohle tse kang maqhubu a matla a khoheli a pele, kapa ho susumetsa kamoo ho se leka-lekane ha matter-antimatter ho bopjwang kateng.
Ho phahama ha theko ea bokahohle le ho phahama ha li-quantum
E 'ngoe ea likhopolo tse nang le tšusumetso e kholo thutong ea bokahohle ea sejoale-joale ke ho phahama ha bokahohle: karolo ea katoloso e potlakileng haholo metsotsoana ea pele ea bokahohle. Ho phahama ha bokahohle ho 'nile ha hlahisoa ho hlalosa hore na ke hobane'ng ha bokahohle bo bonahala bo tšoana ka mokhoa o makatsang ka litekanyo tse kholo, hore na ke hobane'ng ha jeometri ea sebaka e batla e bataletse, le hore na ke hobane'ng ha liphoso tse itseng tsa topological, tse kang li-monopole tsa makenete, tseo likhopolo tse ling li li bolelang esale pele, li le sieo.
Mona ke moo fisiks ea likaroloana e kenang teng. Mehlala e mengata ea inflationary e itšetlehile ka boteng ba tšimo ea scalar e inahaneloang (inflaton), eo matla a eona a laolang bokahohle 'me e khanna katoloso ea eona ea exponential. Liphetoho tsa quantum tšimong ena li "phutholoha" ho ba litšitiso tsa density tse fetohang peo ea ho thehoa ha lihlopha tsa linaleli le mehaho e meng ea bokahohle. Re bona mesaletsa ea liphetoho tsena kajeno e le liphetoho tse nyane tsa mocheso ho CMB. Ka mantsoe a mang, ho lekanya CMB ho fana ka mokhoa o sa tobang oa ho ithuta fisiks ea matla a phahameng le thepa ea masimo a quantum bokahohleng ba pele.
Leha mokhoa oa ho phahama ha theko o atlehile ka tsela ea phenomenological, boitsebiso ba inflaton le kamano ea eona le likaroloana tse tsejoang li ntse li le lipotso tse bulehileng. Maemo a mang a hokahanya inflaton le katoloso ea Standard Model, supersymmetry, kapa masimo a tsoang likhopolong tsa motheo haholoanyane.
Ho se leka-lekane ha taba le lintho tse sa amaneng le taba: Hobaneng re le teng?
Se seng sa diphiri tse kgolo ke hore na ke hobaneng ha bokahohle bo laolwa ke dintho tse bonahalang, ho ena le motswako o leka-lekaneng wa dintho tse bonahalang le dintho tse bonahalang. Ha re bea ka bokhutshwane, haeba Big Bang e ne e hlahisa dintho tse bonahalang le dintho tse bonahalang tse bonahalang, di ka be di ile tsa fedisana, tsa siya mahlaseli feela. Taba ya hore dinaledi, dipolanete le batho di ntse di le teng e bolela hore tshebetso e hlahisitse dintho tse ngata (baryogenesis kapa leptogenesis).
Fisiks ea likaroloana e fana ka maemo a hlokahalang bakeng sa ho se leka-lekane hona, ho tsejoang e le maemo a Sakharov: ho tlōla palo ea baryon, ho tlōla ho lekana ha C le CP, le boemo ba ho phatloha ha mocheso. Mekhoa e meng ea ho tlōla CP e teng ho Standard Model, empa ha e bonahale e lekane ho hlahisa ho se leka-lekane ho bonoang. Ka hona, cosmology ea pele e fana ka sesupo se matla sa hore fisiks e ncha e teng ka nģ'ane ho Standard Model. Mohlala, leptogenesis e fana ka maikutlo a hore ho se leka-lekane lefapheng la lepton (ho amanang le neutrinos) ho ka fetoloa ho ba baryon asymmetry ka mekhoa e itseng ea electroweak.
Ntho e Lefifi: Ho tloha Likaroloaneng ho ea Sebopehong sa Galactic
Litlhahlobo tsa ho potoloha ha sehlopha sa linaleli, lense ea matla a khoheli, le sebopeho sa bokahohle li bontša hore boholo ba lintho tse teng bokahohleng li "lefifi," ha li ntše kapa hona ho monya leseli le leholo. Lintho tse lefifi li etsa hoo e ka bang kotara ea matla a bokahohle, ho feta lintho tse tloaelehileng. Potso e kholo ke hore: ntho e lefifi ke eng?
Likhopolo-taba tse ngata li fana ka maikutlo a hore taba e lefifi e entsoe ka likaroloana tse ncha. Bakhethoa ba tummeng ba kenyelletsa Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), axions, sterile neutrinos, le likaroloana tse lefifi tse sebelisanang ka mokhoa o fokolang haholo le taba e tloaelehileng. Cosmology e thusa ho lekanya litšobotsi tsa bakhethoa bana ka litsela tse fapaneng: ho tloha tšusumetsong ea bona ho thehoeng ha sebopeho, ho ea ho CMB, ho ea ho palo ea likaroloana tsa leseli tse entsoeng nakong ea Big Bang nucleosynthesis. Ka lehlakoreng le leng, liteko tsa fisiks ea likaroloana li batla taba e lefifi ka ho lemoha ka ho toba (ho thulana le nuclei ea athomo), ho lemoha ka tsela e sa tobang (lihlahisoa tsa ho bola kapa tsa timetso), le ho batla li-accelerator tse kang LHC.
Kamano ena e bonts'a tšebelisano e ikhethang: cosmology e fana ka "bopaki" ba boteng ba ntho e lefifi, ha fisiks ea likaroloana e leka ho khetholla likaroloana tsa eona.
Matla a Lefifi le Meeli ea Mehlala ea Khopolo-taba
Ntle le taba e lefifi, bokahohle bo boetse bo laoloa ke matla a lefifi—karolo e makatsang e etsang hore bokahohle bo atolohe ka potlako. Ka har'a moralo oa kamano e akaretsang, matla a lefifi hangata a etsoa mohlala oa ntho e sa fetoheng ea bokahohle. Leha ho le joalo, boleng bo bonoang ba ntho e sa fetoheng ea bokahohle bo bonyenyane haholo ha bo bapisoa le matla a vacuum a boletsoeng esale pele ke khopolo-taba ea tšimo ea quantum, e leng se lebisang bothateng bo tummeng ba ntho e sa fetoheng ea bokahohle.
Bothata bona bo dutse hantle moo fisiks ea likaroloana le cosmology li kopanang teng: vacuum eneji ke khopolo ea quantum, ha litlamorao tsa eona li bonoa ho dynamics ea bokahohle. Litharollo tse ka bang teng li kenyelletsa liphetoho ho matla a khoheli, masimo a dynamical joalo ka quintessence, kapa mehopolo e meng e tsoang khopolo-taba ea motheo. Ho fihlela joale, dark eneji e ntse e le sephiri se seholo 'me e ka bontša hore kutloisiso ea rona ea sebaka, nako le quantum vacuum e ntse e sa fella.
Cosmic Neutrinos: Likaroloana tse bobebe tse nang le tšusumetso e kholo
Li-neutrino, tse bobebe haholo 'me li sebelisana ka seoelo, li bapala karolo ea bohlokoa thutong ea bokahohle. Li susumetsa sekhahla sa katoloso ea bokahohle ba pele 'me li susumetsa ho thehoa ha sebopeho ka phello ea tsona ea "ho phallela ka bolokolohi" - li tsamaea ka potlako 'me li boreleli lihlopha tsa lintho sekaleng se itseng. Ka hona, ho hlokomeloa ha lipatlisiso tsa CMB le sehlopha sa linaleli ho ka fana ka lithibelo holim'a boima bohle ba neutrino. Sena se tlatsa liteko tsa laboratori tse lekanyang boima ba neutrino ka ho bola ha beta kapa ho sisinyeha ha neutrino.
Kahoo, li-neutrino li fana ka mohlala o hlakileng oa kamoo likaroloana tse thata ho li lemoha laboratoring li hlileng li sieang mesaletsa e ka hlahlojoang ka tekanyo ea bokahohle.
Qetello: Lifensetere tse peli, 'Nete e le 'Ngoe
Fisiks ea likaroloana le cosmology ha e le hantle li ithuta 'nete e tšoanang ho tsoa maikutlong a mabeli a fapaneng. Fisiks ea likaroloana e senola "melao ea mantlha ea papali" ea mantlha, ha cosmology e bontša kamoo melao eo e bopang nalane ea bokahohle. Ha re kopanya tse peli, re fumana kutloisiso e felletseng haholoanyane: bokahohle ba pele e le teko ea matla a mangata, ntho e lefifi e le bothata bo bocha ba likaroloana, inflation e le ketsahalo ea tšimo ea quantum, le matla a lefifi e le phephetso likhopolong tsa vacuum le matla a khoheli.
Nakong e tlang, tsoelo-pele ea libonela-hōle, li-detector tsa maqhubu a khoheli, lipatlisiso tse kholo tsa lihlopha tsa linaleli, le liteko tse bonolo tsa likaroloana li tla matlafatsa kamano ena. Sekhechana se seng le se seng se secha sa data se tsoang leholimong le laboratoring se na le bokhoni ba ho notlolla khaolo e latelang lipotsong tse kholo: melao ea motheo ea tlhaho ke efe, bokahohle bo tsoa hokae, 'me qetellong ho tla etsahala'ng ka bona?
