Sciencemag.cz
Doporučujeme
Obří „kosmologický urychlovač/srážeč“ částic existují na počátku vesmíru prý může vysvětlit, proč dnes hmota převládá nad antihmotou. Stačí k tomu jen existence dosud nepotvrzeného typu částic, pravotočivých neutrin. Tvrdí to alespoň fyzikové z Kalifornské univerzity v Riverside a z čínské univerzity Tsinghua
Jedna z autorek nové studie Yanou Cui uvádí, že v inflační fázi rozpínání vesmíru získávaly částice energii řádově až 10miliardkrát vyšší než v našich nepokročilejších urychlovačích. Mikroskopické struktury vytvořené během inflace se při rozpínání vesmíru roztáhly, což vedlo ke vzniku oblastí s různou hustotou v jinak homogenním vesmíru. Následně tyto původně mikroskopické struktury daly vzniknout i velkorozměrové struktuře, která se dnes projevuje jako rozložení galaxií. Právě rozložení galaxií a kosmické mikrovlnné pozadí představuje jakýsi „otisk“ inflace. A nová studie tvrdí, že v něm můžeme odhalit novou fyziku.
Konkrétně vědci ve Physical Review Letters tvrdí, že obří energie během inflace umožňovaly vznik nových částic. Vznik asymetrie hmoty a antihmoty má konkrétně objasňovat tzv. leptogeneze. Pro tento proces předpokládáme také existenci nové fundamentální částice, pravotočivého neutrina. Hmotnost/energie této částice je ovšem mnohem větší, než dokážeme dosáhnout v našich urychlovačích, přímé testování celé teorie se tedy nachází mimo naše možnosti. Nová práce proto navrhuje testovat leptogenezi „dekódováním detailních statistických vlastností prostorového rozložení objektů v dnes pozorované struktuře vesmíru“ (dle průvodní tiskové zprávy). Dalo by se tak ověřit, zda během inflace „kosmologický urychlovač“ umožňoval produkci supertěžkých pravotočivých neutrin.
Yanou Cui et al, Probing Leptogenesis with the Cosmological Collider, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.111301
Zdroj: University of California – Riverside / Phys.org
Poznámka PH: K tomuto celkem přehledně viz také Wikipedia.cz, heslo Leptogeneze. Leptogeneze je proces, který vytvoří převahu hmoty nad antihmotou tím, že při něm vzniká více leptonů než antileptonů. Tím se dostáváme za Standardní model, v něm mohou leptony vznikat pouze spolu s antileptony (kvůli zákonům zachování). Za tímto účelem se jako nová fundamentální částice zavádí právě pravotočivé neutrino, jehož rozpadem leptony vznikají i „samostatně“.
Souvisejícím hypotetickým procesem je baryogeneze (tedy opět – proč je víc baryonů než antibaryonů); je možné, že stačí pouze jedna „geneze“ a druhá asymetrie se pak už vytvoří nějakým procesem převádějícím leptony na baryony (to ovšem kvůli zachovávání leptonových/baryonových čísel je také za Standardním modelem).
