MÜNCHEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben ein neues Modell entwickelt, das die ersten Momente des Universums zugänglich machen könnte. Durch die Untersuchung der warmen Inflation in einer Umgebung bekannter Elementarteilchen könnte es möglich werden, die ersten Sekundenbruchteile des Universums auf der Erde zu messen. Diese Forschung könnte auch zur Lösung offener Fragen der Teilchenphysik beitragen.
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Die Entstehung des Universums ist eines der faszinierendsten Themen der modernen Wissenschaft. Während viele Theorien existieren, haben Forscher nun ein neues Modell entwickelt, das die sogenannte warme Inflation in den Fokus rückt. Diese Theorie besagt, dass die erste, sehr schnelle Ausdehnung des Universums in einer warmen Umgebung aus bekannten Elementarteilchen stattfand. Besonders die starke Kraft, eine fundamentale Wechselwirkung im Standardmodell der Teilchenphysik, spielt dabei eine zentrale Rolle.
Im Gegensatz zu den gängigen Hypothesen, die von einem kalten und leeren frühen Universum ausgehen, bietet das neue Modell eine alternative Sichtweise. Es postuliert, dass das Universum während der Inflation in ein Wärmebad aus bekannten Elementarteilchen getaucht war. Diese Annahme könnte es ermöglichen, die ersten Sekundenbruchteile des Universums auf der Erde zu messen, was bisher als unmöglich galt.
Ein wesentlicher Vorteil des neuen Modells ist, dass es weitgehend mit den bereits gut untersuchten Teilchen und Kräften des Standardmodells erklärt werden kann. Dennoch erfordert es eine Erweiterung: Gluonen, die die starke Kraft in Atomkernen vermitteln, binden an ein Feld hypothetischer, Axion-ähnlicher Teilchen. Diese Kopplung könnte die Energie liefern, um das expandierende Universum aufzuheizen und somit die warme Inflation zu ermöglichen.
Die Existenz solcher kosmischen Axionen oder verwandter Teilchen könnte mehrere offene Fragen der Teilchenphysik klären, darunter die Natur der Dunklen Materie. Zahlreiche Experimente, wie das MADMAX-Projekt, arbeiten daran, diese Teilchen nachzuweisen. Angesichts dieser Bemühungen sehen die Forscher eine realistische Chance, die warme Inflation in Zukunft experimentell zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden kürzlich in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
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