Asimetria barionică
În cosmologie , asimetria barionică este asimetria dintre materie (reprezentată în cea mai mare parte prin barioni ) și antimaterie care s-ar fi produs în primele etape ale Big Bangului, dând naștere universului actual, în care antimateria este aproape absentă. Conform dovezilor experimentale consolidate, antimateria ar fi prezentă în cantități cu adevărat nesemnificative, pentru a fi exact un factor de pe densitatea materiei totale.
Conform teoriilor actuale, în momentul bariogenezei, materia și antimateria ar fi trebuit să se dezvolte în cantități egale, neputând coexista în același spațiu din cauza anihilării lor reciproce. Atunci trebuie să ne întrebăm care a fost soarta antimateriei și care au fost mecanismele care au condus la această asimetrie. Această întrebare nu are încă răspunsuri certe.
Ipoteză
S-ar putea presupune că materia și antimateria rămân separate de spații intergalactice mari, dând naștere grupurilor de stele de materie și tot atâtea de antimaterie. La observarea astronomică, antimateria nu a putut fi recunoscută, producând aceiași fotoni ca materia obișnuită. Cu toate acestea, spațiul intergalactic care ar trebui să funcționeze ca o regiune de interdicție între materie și antimaterie nu este un spațiu complet gol: observațiile folosind spectroscopia de înaltă rezoluție au arătat că în aceste regiuni există o densitate a materiei egală cu aproximativ 1 atom de hidrogen pe metru cub. O astfel de prezență a materiei ar fi suficientă pentru a declanșa o interacțiune la aceste limite, evidențiind procesele de anihilare cu o producție ușor detectabilă de radiații gamma , dar acest lucru nu a fost niciodată observat.
O altă posibilitate este că regiunile dominate de antimaterie pot exista în univers, dar că interacțiunea materie-antimaterie nu este observabilă doar pentru că apare în regiuni din afara universului nostru observabil . O altă posibilitate este că materia și antimateria sunt supuse unei repulsii gravitaționale între ele: aceasta ar împiedica interacțiunea și ar putea explica eșecul de a observa fenomenele de anihilare. Cu toate acestea, pare mai probabil ca forța gravitațională dintre materie și antimaterie să fie de tip atractiv (a se vedea dezbaterea despre gravitatea antimateriei ); în plus, trebuie considerat că în fazele sale primordiale universul trebuie să fi fost foarte dens și contractat și este dificil să se facă ipoteza că materia și antimateria ar fi putut evita interacțiunea și să rămână separate până la stadiul său actual.
Până în prezent, este considerat puțin probabil ca orice regiune a universului să poată fi un domeniu al antimateriei; până când nu se dovedește contrariul, suntem obligați să recunoaștem că universul este asimetric.
Teorii
Teoria bariogenezei leptonice
Una dintre teoriile considerate cele mai interesante este cea a bariogenezei de către leptogenetică, potrivit căreia o ușoară asimetrie în producția numărului de leptoni ar fi putut provoca o asimetrie consistentă în dezvoltarea ulterioară a barionilor.
Ipoteza Saharov
O ipoteză postulată în 1967 de fizicianul sovietic Andrei Dmitrievici Saharov spune că în prima secundă după Big Bang toate forțele pe care le observăm s-ar fi adunat într-o superforță al cărei vector ar fi fost particula X; începând să se răcească universul , particula X ar fi decăzut și asimetria ar fi condus la o ușoară prevalență a particulelor față de antiparticulele unei părți dintr-un miliard, care a scăpat de anihilare și care ar constitui materia pe care o observăm. Această teorie ar explica de ce în radiația de fond există aproximativ un miliard de fotoni pentru fiecare particulă de materie existentă: nu ar fi altceva decât reziduul radiației gamma emise de anihilarea primordială a materiei-antimaterie. Această asimetrie ar fi putut duce la formarea unor insule de antimaterie, cum ar fi anti-galaxii, care încă există, la o asemenea distanță, încât nici interacțiunea cu materia și nici observația nu ar fi posibile. [ neclar ]
Date experimentale
Din experimentul BaBar de la Stanford Linear Accelerator Center ( SLAC ) au venit date importante care demonstrează o diferență profundă în comportamentul materiei și antimateriei. Acceleratorul PEP II al SLAC colizionează electronii cu antiparticulele lor, pozitronii , pentru a produce particule și antiparticule numite mezoni B și anti-B; sunt de scurtă durată și se descompun în particule subatomice mai ușoare. Dacă ar exista simetrie, cele două tipuri de particule ar avea o descompunere identică; dimpotrivă, măsurătorile efectuate arată o diferență substanțială. Observarea decăderii a peste 200 de milioane de perechi B și -B arată o cădere mai mare a mezonului B în Kaone sau Pione decât omologul anti-B. Prin urmare, este posibil ca aceeași cantitate de materie și antimaterie să fi fost produsă în momentul Big Bang-ului , dar diversitatea decăderii ar fi creat asimetria în favoarea materiei.
Elemente conexe
linkuri externe
- Note privind bariogeneza , pe physics.infis.univ.trieste.it . Adus la 28 septembrie 2008 (arhivat din original la 24 septembrie 2008) .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4410963-5 |
|---|
