Ученые считают, что причиной преобладания обычного вещества над антивеществом могут быть сверхтяжелые правосторонние нейтрино. В случае верности инфляционной модели следы этих микрочастиц должны были отобразиться в крупномасштабной структуре Вселенной.
Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) и Университета Цинхуа (КНР) разработали способ разрешить одну из главных тайн современной физики — барионную асимметрию Вселенной. По их вычислениям, преобладающее присутствие обычной материи можно объяснить распадом тяжёлых правосторонних нейтрино в первые моменты жизни Вселенной. Если инфляционная теория верна, то следы этих нейтрино могут быть обнаружены в неравномерностях распределения галактик и реликтового излучения в космосе. пишут ученые в Physical Review Letters.
Антивещество — это атомы, чьи электрические заряды противоположны обычным атомам. Например, если атом водорода имеет положительный заряд ядра и отрицательный электрон, то антиводород состоит из отрицательного ядра и положительного электрона. говорятПредполагается, что в Вселенной количество антивещества равно количеству вещества.
Однако в реальности ученые наблюдаютАбсолютное преобладание обычного вещества. Из него образовались галактики, звезды, планеты и живые организмы, в то время как антивещество никогда не фиксировалось в значимых количествах. Это, пожалуй, благоприятный фактор для людей. Антивещество при взаимодействии с веществом аннигилирует — взрывается с максимальной мощностью, преобразуя всю массу в энергию. Если бы Вселенная создала равные объемы вещества и антивещества, то они взаимно уничтожили бы друг друга, заполнив мир чистым излучением вместо галактик, звезд и планет с живыми организмами. Но для ученых наблюдаемая асимметрия между веществом и антивеществом — одна из самых больших задач, подлежащих решению.
Физик ищут причину неравенства частиц вещества и антивещества во Вселенной в распаде правых частиц. стерильныхНейтрино — это гипотетические частицы, проекция спина которых совпадает с направлением их движения. Гипотетические, потому что в природе они не встречаются и своими силами их создать невозможно (в отличие от антивещества). Для этого понадобится слишком много энергии, даже Большой Адронный коллайдер не справится. В первые мгновения существования Вселенной плотность энергии была в 10 триллионов раз выше, чем в БАК, и правосторонние нейтрино должны были появляться в избытке. Их последующий распад… мог стать причиной барионной асимметрии Вселенной.
Не обязательно проводить эксперименты для проверки теории, если воспользоваться историей Вселенной по инфляционной модели. Она объясняет видимую однородность, которую не может объяснить теория Большого взрыва.
По инфляционной модели Вселенная в первые моменты жизни расширялась с огромной скоростью (за миллионную долю секунды объем увеличился в 10 в 78 степени раз), и небольшие квантовые флуктуации сохранились в крупномасштабной структуре космоса. А значит, в ней можно найти следы существования правосторонних нейтрино. получилНаименование модели космического разгонного ускорителя, где функционирует как разгонный ускоритель периода экспоненциального роста Вселенной.
В новой работе американских и китайских физиков показано, как космос может сохранять свидетельства процессов, произошедших во время инфляционного расширения. словамЯноу Цуй из Калифорнийского университета считает, что эти сверхтяжелые частицы должны были оставить заметные следы своего существования в трёхмерной структуре Вселенной, которые можно обнаружить с помощью телескопов уже в ближайшее время. Тогда одна из главных физических загадок будет наконец разрешена.