Ученые считают, что они решили одну из старейших проблем во Вселенной

Это одна из старейших проблем во вселенной: поскольку материя и антиматерия аннигилируют друг друга при контакте, и обе формы материи существовали в момент Большого взрыва, почему вселенная состоит в основном из материи, а не вообще из ничего? Куда делась вся антиматерия?

«Тот факт, что в нашей современной Вселенной преобладает материя, остается одной из самых запутанных и давних загадок современной физики», — сказал Яно Кой, профессор физики и астрономии в Риверсайде, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. в текущей ситуации Я поделился этим на этой неделе. «Тонкий дисбаланс или асимметрия между материей и антиматерией в ранней Вселенной необходим для достижения господства материи сегодня, но не может быть достигнут в известных рамках фундаментальной физики».

Есть теории, которые могут ответить на этот вопрос, но проверить их с помощью лабораторных экспериментов очень сложно. В данный момент новая бумага Опубликовано в четверг в журнале сообщения физического обзораДоктор Цуй и ее соавтор Чжун-Чжи Сяньюй, доцент кафедры физики Университета Цинхуа в Китае, объясняют, что они, возможно, придумали работу по использованию послесвечения самого Большого взрыва для проведения эксперимента.

Теория, которую хотели исследовать д-р Цуй и Чанг-Чи, известна как лептогенез — процесс распада частиц, который мог привести к асимметрии между материей и антиматерией в ранней Вселенной. Другими словами, асимметрия в некоторых типах элементарных частиц в ранние моменты Вселенной могла со временем перерасти в асимметрию между материей и антиматерией, которая сделала известную нам Вселенную — и жизнь — возможной.

«Формирование лептогена является одним из наиболее убедительных механизмов, порождающих асимметрию материи и антиматерии», — сказал доктор Цуй в своем заявлении. «Это связано с новой фундаментальной частицей, правым нейтрино».

Доктор Кой добавил, что для генерации правых нейтрино требуется гораздо больше энергии, чем может быть получено при столкновениях частиц на Земле.

«Проверка образования лептогена практически невозможна, потому что масса правого нейтрино обычно в больших количествах, которые превышают мощность самого большого из когда-либо созданных коллайдеров, Большого адронного коллайдера», — сказала она.

Мнение доктора Кои и ее соавторов заключалось в том, что ученым, возможно, не нужно строить более мощный коллайдер частиц, потому что сами условия, которые они хотели бы создать в таком эксперименте, уже существовали в некоторых частях ранней Вселенной. Инфляционный период, эпоха такого же экспоненциального расширения времени и пространства, которое длилось миллисекунды после Большого Взрыва,….

«Космическая инфляция обеспечила очень энергетическую среду, позволяющую производить новые тяжелые частицы в дополнение к их взаимодействиям», — сказал доктор Кой. «Инфляционная Вселенная вела себя точно так же, как космический коллайдер, за исключением того, что энергия была в 10 миллиардов раз больше, чем у любого искусственного коллайдера».

Более того, результаты этих естественных экспериментов на космическом коллайдере могут быть сохранены сегодня в распределении галактик, а также космическом микроволновом фоне, послесвечении Большого взрыва, из которого астрофизики черпали большую часть своего нынешнего понимания эволюции Вселенной. . .

«В частности, мы показываем, что основные условия для генерации асимметрии, включая взаимодействия и массы правого нейтрино, который играет здесь ключевую роль, могут оставлять отчетливые отпечатки в статистике пространственного распределения галактик или космического микроволнового фона. «Однако эти измерения еще предстоит сделать», — добавила она. «Ожидаемые астрофизические наблюдения в ближайшие годы могут обнаружить такие сигналы и раскрыть космическое происхождение материи».