2396
Нове дослідження японських фізиків відновлює забуту ідею вузлів у фізиці та припускає, що саме вони могли стати джерелом виникнення матерії у Всесвіті.
У 1867 році лорд Кельвін запропонував гіпотезу, що атоми — це вузли в ефірі, яку згодом спростували. Проте новітні наукові моделі повертають увагу до цієї ідеї: “космічні вузли” могли виникнути в ранньому Всесвіті та відіграти ключову роль у домінуванні матерії над антиматерією. Професор Муне?то Нітта з Університету Хіросіми зазначає: “Це дослідження відповідає на одне з найфундаментальніших питань фізики: чому Всесвіт складається з матерії, а не антиматерії”.
У Стандартній моделі фізики частинок не вистачає механізмів, що пояснюють надлишок матерії — процес, який отримав назву баріогенез. Вчені поєднали симетрії B–L (“баріонне число мінус лептонне число”) та Peccei–Quinn, аби показати, що вузли можуть природно утворюватись у контексті реалістичних фізичних теорій. Таке поєднання також дозволяє врахувати масу нейтрино та вирішити сильну CP-проблему.
Під час охолодження раннього Всесвіту, симетрії порушувались, створюючи космічні струни та надтекучі вихори. Взаємодія між флюкс-трубками B–L і віхрями Peccei–Quinn приводить до виникнення метастабільної конфігурації — вузлового солітона. Як підкреслює Нітта: “Ніхто раніше не досліджував ці дві симетрії одночасно. Їхнє об’єднання призвело до стабільного вузла.”
Ці вузли поводились як матерія, повільніше втрачаючи енергію, ніж радіація, що призвело до короткотривалого “вузлового домінування”. Згодом вузли розпалися через квантове тунелювання, випускаючи важкі праві нейтрино. Їхній розпад із невеликим перекосом на користь матерії створив первинну асиметрію між матерією та антиматерією. Як пояснює співавтор дослідження Хамада: “Ці важкі нейтрино — батьки всієї матерії у Всесвіті, а вузли — наші дідусі.”
Математична модель передбачає, що вузли ефективно генерували праві нейтрино, створюючи температуру повторного нагрівання у 100 ГеВ — критичний поріг для виникнення матерії. Ця температура також змінює спектр гравітаційних хвиль, що дає можливість перевірити гіпотезу в майбутніх експериментах. Ето підсумовує: “Навіть якщо модель теоретична, топологія вузлів не змінюється, що робить наше відкриття важливим кроком до майбутніх досліджень.”
Таким чином, ідея лорда Кельвіна, що колись здавалася помилковою, може виявитися ключем до пояснення виникнення матерії у Всесвіті.
Нова модель пояснює походження матерії у Всесвіті з’явилася спочатку на Цікавості.
