Гигантский след в космосе: как распад частиц мог изменить Вселенную

Во Вселенной должно быть столько же антивещества, сколько и обычного. По крайней мере, так утверждают физические законы. Но если это правда, где же тогда его следы?

Что такое антивещество

Антивещество — это зеркальное отражение обычной материи. В нём заряд частиц противоположен: антиводород, к примеру, состоит из отрицательного протона и положительного позитрона. Теоретически, в момент рождения Вселенной вещество и антивещество должны были появиться в равных количествах.

Однако всё, что мы видим вокруг — от галактик до наших тел — состоит исключительно из вещества. Антивещество в природе практически не встречается. Почему?

Смертельная симметрия

Если бы антивещество и вещество существовали в равных долях, они бы мгновенно аннигилировали друг с другом, превращаясь в чистую энергию. И Вселенная оказалась бы пустой — без планет, звёзд и жизни. Потому что встреча этих частиц — это не просто столкновение, это мощнейший взрыв.

Так почему же материя выжила? Ученые называют это явление "барионной асимметрией". Найти объяснение ей — одна из важнейших задач современной физики.

Следы в прошлом

Ответ может скрываться в первых долях секунды после Большого взрыва. Исследователи из США и Китая предположили: возможно, причиной асимметрии стали так называемые правосторонние нейтрино. Это гипотетические, сверхтяжелые частицы, которые могли рождаться в период инфляционного расширения Вселенной — когда она за миллионную долю секунды выросла в объёме в 10⁷⁸ раз.

Именно тогда плотность энергии достигала значений, недостижимых даже для Большого адронного коллайдера.

Космологический коллайдер

Физики предлагают новый способ доказательства: искать следы этих частиц не в ускорителях, а в самой структуре Вселенной. По словам Яноу Цуй, такие нейтрино могли оставить отпечатки своего существования в крупномасштабных неоднородностях распределения галактик и в реликтовом излучении.

Эта идея получила название "космологический коллайдер" — ведь здесь роль ускорителя играет сама инфляция, запечатлевшая квантовые флуктуации на вечность.

Что дальше

Если правы учёные, то уже в ближайшие годы мы сможем найти следы этих загадочных частиц с помощью современных телескопов. А значит — приблизиться к разгадке, почему Вселенная выбрала материю, а не её антипод.

Уточнения

Нейтри́но (итал. neutrino - нейтрончик, уменьшительное от neutrone - нейтрон) — общее название нейтральных фундаментальных частиц с полуцелым спином, участвующих только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящихся к классу лептонов.