Барионная асимметрия Вселенной

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Барио́нная асимметри́я Вселе́нной — наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом. Этот наблюдательный факт не может быть объяснён в предположении исходной барионной симметрии во время Большого взрыва ни в рамках Стандартной модели, ни в рамках общей теории относительности — двух теорий, являющихся основой современной космологии. Наряду с пространственной плоскостностью наблюдаемой Вселенной и проблемой горизонта он представляет собой один из аспектов проблемы начальных значений в космологии.

В статье 1967 года[1] А. Д. Сахаров сформулировал необходимые условия для наличия барионной асимметрии:

Возможные объяснения[править | править код]

Существует несколько гипотез, пытающихся объяснить явление барионной асимметрии, однако ни одна из них не признана научным сообществом достоверно доказанной.

Простейшее объяснение состоит в том, что изначальные условия расширения Вселенной уже были несимметричными, что привело к наблюдаемому преобладанию. Этот вариант, хотя и возможный, не обладает, однако, эстетической привлекательностью и не даёт новых интересных следствий, что приводит физиков к поиску более глубоких причин возникновения асимметрии из изначально симметричного состояния.

Наиболее распространены теории, расширяющие Стандартную модель таким образом, что в некоторых реакциях возможно более сильное нарушение CP-инвариантности по сравнению с её нарушением в Стандартной модели. В этих теориях предполагается, что изначально количество барионной и антибарионной материи было одинаково, однако впоследствии в силу каких-либо причин из-за несимметричности реакций относительно того, какие частицы — вещества или антивещества — в них участвуют, произошло постепенное нарастание количества барионного вещества и уменьшение количества антибарионного. Подобные теории возникают естественным образом в моделях великого объединения.

Другие возможные сценарии возникновения асимметрии привлекают либо макроскопическое разделение областей локализации вещества и антивещества (что представляется маловероятным), либо поглощение антивещества чёрными дырами, способными отделить его от вещества при условии нарушения CP-инвариантности. Последний сценарий требует существования гипотетических тяжёлых частиц, распадающихся с сильным нарушением CP-инвариантности.

В 1970 году была предложена модель взаимодействий между элементарными частицами, в которой барионная асимметрия образуется при температурах, гораздо ниже планковской[2].

В 2010 году была выдвинута гипотеза, что барионная асимметрия связана с наличием тёмной материи. Согласно сделанному предположению носителем отрицательного барионного заряда являются частицы тёмной материи, не доступные для непосредственного наблюдения в земных экспериментах, но проявляющиеся через гравитационное взаимодействие на масштабах галактик[3][4].

Является объектом исследования эксперимента LHCb Большого адронного коллайдера[5].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. А. Д. Сахаров. Нарушение СР-инвариантности, С-асимметрия и барионная асимметрия вселенной. — Академия Наук СССР, 1967. — ISBN ЖЭТФ. Письма в редакцию. 1967. Т. 5, вып. 1. С. 32-35. [1]
  2. Сахаров и космология Валерий Рубаков, Борис Штерн «Троицкий вариант» № 10(79), 24 мая 2011 года Последующее развитие
  3. Hooman Davoudiasl, David E. Morrissey, Kris Sigurdson, and Sean Tulin. Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 2010. — Vol. 105. — P. 211304.
  4. David Voss. The X factor (англ.) // Physics. — 2010.
  5. Where has all the antimatter gone?. CERN/LHCb (2008). Проверено 15 июля 2015.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]