Главная Новости Физики пояснили асимметрию материи и антиматерии в ранней Вселенной

Китайские физики пишут, что объяснили существования антиматерии

Одна из самых старых проблем нашего восприятия Вселенной: поскольку материя и антиматерия аннигилируют друг с другом, и обе формы протовещества неразрывно существовали в момент Большого Взрыва, почему тогда существует только Вселенная, состоящая из барионного вещества? Куда делась вся антиматерия? - спрашивает Альтернативная наука.

"Тот факт, что в нашей современной Вселенной преобладает материя, остается одной из самых давних загадок современной физики", - говорит профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде Яноу Куи.

"Для достижения сегодняшнего доминирования материи необходим тонкий дисбаланс или асимметрия между материей и антиматерией в ранней Вселенной, но он не может быть реализован в известных рамках фундаментальной физики".

Существуют теории, которые могут ответить на этот вопрос, но их крайне сложно проверить с помощью лабораторных экспериментов.

Однако в новой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Куи и ее соавтор Чжун-Чжи Сяньюй, доцент физики Университета Цинхуа, Китай, утверждают, что они, возможно, нашли обходной путь. Для этого группа ученых использовала данные о световых эффектах, оставленных Большим Взрывом.

Теория, которую хотели доказать Яноу Куи и Чжун-Чжи, известна как лептогенез - процесс, связанный с распадом частиц, который мог привести к асимметрии между материей и антиматерией в ранней Вселенной.

Юпитер. Фотография космического телескопа Джеймс Уэбб от 12 сентября 2022 года

Асимметрия определенных типов элементарных частиц в самые ранние моменты существования космоса предположительно возникла в результате первых ядерных реакций. Со временем они переросли в асимметрию между материей и антиматерией. В итоге появилась знакомая нам вселенная, с ее разнообразием форм и проявлений.

"Лептогенез - один из самых убедительных механизмов, порождающих асимметрию материи и антиматерии", - говорится в заявлении доктора Куи.

"В нем участвует новая фундаментальная частица - правостороннее нейтрино".

Но, добавила д-р Куи, для создания правостороннего нейтрино потребуется гораздо больше энергии, чем получается в коллайдерах частиц на Земле.

 

"Испытание лептогенеза практически невозможно, потому что масса правостороннего нейтрино обычно на много порядков превышает возможности самого высокоэнергетического коллайдера, который когда-либо был построен - Большого адронного коллайдера", - пояснила физик.

Д-р Куи и ее соавторы пришли к выводу, что ученым, возможно, не нужно строить более мощный коллайдер частиц, потому что условия, которые они хотели бы создать в таком эксперименте, уже существовали в некоторых частях ранней Вселенной.  Инфляционный период, эпоха экспоненциального расширения времени и пространства, длившаяся всего доли секунды после большого взрыва...

"Космическая инфляция создала высокоэнергетическую среду, способствующую образованию новых тяжелых частиц, а также их взаимодействию", - далее пишет Куи.

"Инфляционная Вселенная вела себя так же, как космологический коллайдер, за исключением того, что энергия была в 10 миллиардов раз больше, чем у любого созданного человеком коллайдера".

 

Более того, результаты этих экспериментов с естественным космологическим коллайдером могут сохраниться в «космографии» распределения галактик, а также в космическом микроволновом фоне, послесвечении Большого Взрыва, из которого астрофизики почерпнули большую часть своего нынешнего понимания эволюции космоса.

"В частности, мы демонстрируем, что существенные условия для возникновения асимметрии, включая взаимодействие и массу правостороннего нейтрино, которое является здесь ключевым игроком, оставляют характерные отпечатки в статистике пространственного распределения галактик или космического микроволнового фона и могут быть точно измерены", - уверена Куи.

При этом она оговаривается, что необходимые измерения еще предстоит сделать.

"Астрофизические наблюдения, которые ожидаются в ближайшие годы, потенциально способны обнаружить такие сигналы и раскрыть космическое происхождение материи".