O particulă „uitată” ar putea explica de ce există materia în univers
Fizicienii propun o nouă explicație pentru una dintre cele mai mari enigme ale cosmologiei moderne: de ce materia a învins antimateria după Big Bang, lăsând în urmă un univers plin de galaxii, stele și, în cele din urmă, viață. Conform teoriilor actuale, materia și antimateria ar fi trebuit să se anihileze reciproc în urma exploziei primordiale, lăsând în urmă doar energie pură. Cercetătorii de la Universitatea din Southampton și de la Institutul Indian de Tehnologie din Kanpur susțin însă că au identificat o urmă în neutrino, una dintre cele mai ușoare particule din univers.
Un neutrino greu, ignorat mult timp
Echipa a descoperit că o rudă adesea neglijată a acestor particule, cunoscută drept neutrino greu „decuplat”, ar fi putut contribui la dominația materiei asupra antimateriei. Autorul Rishav Roshan, de la Southampton, a explicat că această particulă a fost mult timp considerată un detaliu de fundal irelevant în fizica particulelor. Ea se descompune însă extrem de lent, iar pe măsură ce universul s-a răcit după Big Bang, a trăit suficient de mult pentru a prelua temporar densitatea de energie a cosmosului și a declanșa o perioadă dominată de materie. Lucrarea a fost publicată în Physical Review Letters.
Un „comutator” care a modelat dezechilibrul primordial
Majoritatea teoriilor despre victoria materiei asupra antimateriei au ignorat particula decuplată, considerând-o prea slabă pentru a influența alte particule, a adăugat Roshan. Cercetătorii au constatat însă că aceasta ar fi putut afecta asimetria dintre particule și antiparticule, esențială pentru existența noastră. „Faptul că suntem aici dovedește că o asimetrie între materie și antimaterie a avut loc”, a spus el. Potrivit acestuia, neutrino decuplat a modificat temperatura din universul timpuriu la care particulele fundamentale, precum electronii și alți leptoni, interacționau cu antiparticulele lor, cu ajutorul bosonului Higgs din Modelul Standard. Această temperatură acționează ca un comutator care modelează modul în care s-a construit dezechilibrul dintre materie și antimaterie.
Urme în undele gravitaționale primordiale
Coautorul Sudipta Show, de la Kanpur, a declarat că rezultatele schimbă înțelegerea modului în care universul timpuriu s-a extins atât de rapid după Big Bang și oferă o nouă explicație pentru victoria materiei. Schimbarea dramatică din expansiunea cosmică timpurie lasă urme distincte și detectabile, de exemplu în undele gravitaționale primordiale. Aceste semnături deschid noi direcții pentru studierea evoluției universului după Big Bang.
