Два разных эксперимента по измерению срока жизни нейтронов дают разные результаты: в первом случае он составляет 888 секунд, во втором на 10 секунд меньше. Это довольно значительное расхождение, которое выходит далеко за рамки экспериментальной неопределенности. Юджин Окс из Обернского университета предположил возможную причину возникновения такой существенной разницы, рассказывает Life Science. По его гипотезе, она возникает из-за того, что нейтрон иногда распадается не на три частицы, а всего на две: на атом водорода и нейтрино. Поскольку атом водорода электрически нейтрален, он может проходить через детекторы незамеченным, создавая ложное впечатление, что произошло меньше распадов, чем ожидалось.

Подобный режим распада уже был предложен физиками-теоретиками в прошлом, но они полагали, что такое происходит крайне редко — всего лишь в четырех случаях на миллион. Окс же утверждает, что эта оценка неверна, поскольку в ней не учитывается более экзотическая возможность: большинство этих распадов производят второй, нераспознанный аромат атома водорода. И в отличие от обычного водорода, эти атомы не взаимодействуют со светом. Поэтому обнаружить их при помощи традиционных детекторов атомов невозможно.

Отличает этот аромат то, что электрон в таком типе водорода с гораздо большей вероятностью будет находиться вблизи центрального протона, чем в обычных атомах, и будет полностью невосприимчив к электромагнитным силам, которые делают обычные атомы видимыми. Невидимый водород будет трудно обнаружить.

«Вероятность обнаружения атомного электрона в непосредственной близости от протона на несколько порядков выше, чем для обычных атомов водорода», — сказал Окс.

Такое необычное поведение атомов происходит из особого случая уравнения Дирака — основного уравнения в квантовой физике, которое описывает поведение электронов. Обычно эти решения считаются нефизическими, но Окс утверждает, что если принять во внимание тот факт, что протоны имеют конечный размер, эти решения начинают обретать смысл и описывать четко определенные частицы.

Гипотеза Окса не только устраняет расхождение между двумя способами измерения скорости распада нейрона, но и раскрывает загадку темной материи. По мнению автора, невидимые атомы могли заполнять раннюю Вселенную и объяснять неожиданный спад в данных наблюдения древнего водорода. Они могут быть господствующей формой «барионной темной материи» — вещества, которое состоит из известных науке частиц, но принявших форму, которую трудно зарегистрировать.

«Статус второго аромата атомов водорода как барионной темной материи поддерживается принципом бритвы Оккама, — сказал Окс. — Второй аромат атомов водорода, основанный на стандартной квантовой механике, не выходит за рамки стандартной модели физики элементарных частиц».

Гипотетическая темная материя составляет, как полагают астрофизики, 26,8% общей массы Вселенной, но что именно она собой представляет, науке неизвестно. Очередное предположение выдвинули ученые из США. Судя по их математическим моделям, темная материя могла образоваться в ранней Вселенной в результате столкновения безмассовых частиц, которые теряли свою энергию и конденсировались, как пар, в холодные и тяжелые частицы.