Η ύλη επικράτησε της αντιύλης εξαιτίας του πεδίου Higgs. Higgs Boson Could Explain Matter’s Dominance over Antimatter

In this illustration, two protons collide at high energy, producing a Higgs boson that instantly decays, producing two tau particles. The rest of the energy from the collision sprays outward in two jets (pink cones). Measuring the angle between these jets could reveal whether or not the Higgs is involved in charge-parity (CP) violation, which says that nature treats a particle and its oppositely charged antiparticle differently. A SLAC researcher and his colleagues propose such an experiment in a recent paper in Physical Review D. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory

Την αιτία που ενδεχομένως κρύβεται πίσω από το γεγονός ότι η ύλη υπερίσχυσε της αντιύλης στα πρώτα στάδια της κοσμικής δημιουργίας, με συνέπεια το σύμπαν σήμερα να κατακλύζεται από σωματίδια, διατυπώνουν Αμερικανοί φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA). Όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Physical Review Letters [Postinflationary Higgs Relaxation and the Origin of Matter-Antimatter Asymmetry], η ασυμμετρία της ύλης με την αντιύλη στο «νεαρό» σύμπαν σχετίζεται με το μποζόνιο Χιγκς, η ύπαρξη του οποίου επιβεβαιώθηκε το 2012 από μετρήσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN.

Με βάση τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μόλις 10^-32 δευτερόλεπτα, ένα μέρος των φωτονίων που είχαν δημιουργηθεί άρχισε να μετατρέπεται σε ύλη, με τη μορφή ζευγών από σωματίδια και αντισωματίδια. Μόλις δημιουργούνταν, τα ζεύγη αυτά συγκρούονταν και αλληλοεξουδετερώνονταν, παράγοντας πάλι ακτινοβολία.

Ωστόσο, δεν εξαϋλώθηκαν όλα τα σωματίδια αφού, έστω και σε απειρολάχιστο βαθμό, τα σωματίδια υπερείχαν αριθμητικά των αντισωματιδίων – για κάθε 1 δισεκατομμύριο αντισωματίδια υπήρχαν 1 δισεκατομμύρια και 1 αντισωματίδια. Μια ασυμμετρία στην οποία «χρωστάμε» το γεγονός ότι προέκυψαν τα πρώτα σταθερά υποατομικά σωματίδια, και εν τέλει το σύμπαν όπως το γνωρίζουμε σήμερα.

Αν και αυτή η απειροελάχιστη υπεροχή είναι η αιτία που οι αστέρες και οι πλανήτες αποτελούνται από ύλη, με την αντιύλη να σπανίζει στο σύμπαν, συνιστά γρίφο για τους κοσμολόγους επειδή δεν μπορεί να εξηγηθεί με τους νόμους της φυσικής, οι νόμοι δεν κάνουν «διακρίσεις» ανάμεσα στα σωματίδια και τα αντισωματίδια. Σύμφωνα όμως με την ομάδα από το UCLA, πιθανόν οφείλεται στη συμπεριφορά του μποζονίου Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στην ύλη και την αντιύλη.

Πιο συγκεκριμένα, όπως υποστηρίζει η ερευνητική ομάδα, η ανισοκατανομή προήλθε από την κίνηση του πεδίου Χιγκς, το οποίο σχετίζεται με το μποζόνιο, η οποία είχε σαν συνέπεια σε εκείνο το στάδιο της κοσμικής δημιουργίας οι μάζες των σωματιδίων και των αντισωματιδίων να είναι παροδικά άνισες. Η εξήγηση αυτή βασίζεται στην υπόθεση πως, στις πρώτες φάσεις της Μεγάλης Έκρηξης, η ένταση του πεδίου ήταν πολύ μεγαλύτερη από την «τιμή ισορροπίας» που έχει σήμερα. Γεγονός που με τη σειρά του επέτρεψε στα σωματίδια να «κυριαρχήσουν» στα αντισωματίδια.

Computer simulation of particle tracks from an LHC collision that produced a Higgs boson. Credit: CERN

Το σωματίδιο Χιγκς προτάθηκε το 1964 από τον Βρετανό Πίτερ Χιγκς και τον Γάλλο Φρανσουά Ανγκλέρ, ως ο μηχανισμός απόκτησης μάζας που συμπλήρωνε και την τελευταία «ψηφίδα» στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Το σωματίδιο κέρδισε τα φώτα της δημοσιότητας το 2012, όταν δύο ανεξάρτητα πειράματα στον επιταχυντή του CERN ανακοίνωσαν την πειραματική επαλήθευσή του. Την επόμενη χρονιά, οι δύο επιστήμονες απέσπασαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, για την πρόβλεψή τους.

Πηγές: naftemporiki.gr - www.scientificamerican.com