Учёные, возможно, нашли причину, по которой мы вообще есть. Заброшенная древняя частица может хранить ключ к тому, почему Вселенная существует.
Годами исследователей мучил центральный вопрос: как материя взяла верх над антиматерией после Большого взрыва. Согласно существующим теориям, они должны были взаимно уничтожиться после огромного взрыва, оставив Вселенную, состоящую из чистой энергии.
Этого явно не произошло, раз мы здесь. Но физики никогда не могли точно объяснить почему.
Теперь исследователи утверждают, что ключ мог скрываться в нейтрино — одной из самых лёгких частиц Вселенной. Заброшенный родственник этих частиц, называемый «расцеплённым тяжёлым нейтрино», мог помочь материи выжить в момент возникновения Вселенной.
«Это расцеплённое тяжёлое нейтрино долго отвергали как несущественную фоновую деталь физики элементарных частиц, — сказал Ришав Рошан из Университета Саутгемптона, автор новой работы. — Однако оно распадается невероятно медленно. По мере того как космос остывал после Большого взрыва, частица жила достаточно долго, чтобы временно взять на себя плотность энергии Вселенной и запустить период, доминируемый материей».
Ранее исследователи игнорировали эту частицу, потому что считали её слишком слабой, чтобы влиять на других. Но, как предполагает новая работа, она оказалась мощнее, чем думали, и может помочь понять, почему материя, из которой состоим мы и всё остальное, смогла выжить.
«Сам факт, что мы здесь, доказывает, что асимметрия между материей и антиматерией возникла, — сказал доктор Рошан. — Расцеплённое нейтрино сдвинуло температуру в ранней Вселенной, при которой фундаментальные частицы, такие как электроны и другие лептоны, взаимодействовали со своими античастицами с помощью бозона Хиггса Стандартной модели. Эта температура действует как переключатель, который формирует, как накапливался дисбаланс материи и антиматерии».
Что это даёт
Результаты помогают объяснить не только то, как мы смогли существовать, но и то, что происходило во Вселенной после. Это может помочь лучше понять тайну тёмной материи — вещества, составляющего большую часть массы Вселенной, но до сих пор полностью невидимого.
Исследователи предполагают, что новая работа может привести к дальнейшим теоретическим изысканиям о том, как теория согласуется с нашим текущим пониманием рождения Вселенной. Но она также предлагает способы конкретной проверки, включая изучение гравитационных волн, приходящих из ранней Вселенной, и того, несут ли они какие-либо следы этого процесса.
Работа описана в статье «Задержанное уравновешивание юкавских связей заряженных лептонов в минимальной ситсовой модели», опубликованной в журнале Physical Review Letters.
