После Большого взрыва материя и антиматерия должны были аннигилировать, оставив Вселенную из чистой энергии. Но мы существуем, значит, возникла асимметрия: вещества оказалось немного больше, чем антивещества. Согласно современным теориям, без такого перевеса не появились бы ни звёзды, ни планеты. Физики из Саутгемптонского университета и Индийского технологического института в Канпуре предложили объяснение, в котором ключевую роль играет частица, долго считавшаяся несущественной фоновой деталью.
Речь идёт об «отсоединённом» тяжёлом нейтрино — гипотетическом родственнике обычных нейтрино, среди самых лёгких частиц. Его считали слишком слабым, чтобы заметно влиять на другие частицы. Однако оно распадается крайне медленно. Когда космос после Большого взрыва остывал, эта частица жила достаточно долго и временно взяла на себя энергетическую плотность Вселенной. Так возник период, в котором доминировала материя, и это стало важным этапом для дальнейшего баланса.
Дальше работает тонкий эффект. Отсоединённое нейтрино сместило температуру ранней Вселенной, при которой электроны и другие лептоны взаимодействовали со своими античастицами с помощью бозона Хиггса Стандартной модели. Эта температура повлияла на то, как формировался дисбаланс материи и антиматерии. Именно поэтому исследователи связывают забытую частицу с нашим существованием: без нужного сдвига баланс мог сложиться иначе, и вещество не сохранилось бы в достаточном количестве.
Работа меняет понимание быстрого расширения ранней Вселенной. Резкий сдвиг оставил различимые отпечатки в первичных гравитационных волнах, поэтому теорию можно проверять по космологическим данным. Если следы подтвердятся, у физиков появится новый способ проследить, как после Большого взрыва возникло вещество, из которого сложились звёзды, планеты и мы.
Physical Review Letters (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nfkx-q6z7)
#ФизикаЭлементарныхЧастиц #ТяжёлоеНейтрино #Бариогенез #АсимметрияМатерии #ПервичныеГравитационныеВолны #АрхивПарнаса