Физики выяснили, как тяжелое нейтрино могло спасти материю от уничтожения
Исследователи предложили новое теоретическое решение одной из главных загадок космологии — парадокса выживания обычной материи. Согласно расчетам Ришава Росана из Саутгемптонского университета и Судипты Шоу из Индийского технологического института в Канпуре, опубликованным в Physical Review Letters, решающую роль в формировании наблюдаемого мира сыграло массивное нейтрино, которое ранее не принималось во внимание в стандартных расчетах.
Теоретический прорыв в космологии
В первые моменты после Большого взрыва материя и антиматерия должны были возникнуть в равных долях. В нормальных условиях частицы и античастицы взаимно аннигилируют, высвобождая энергию и не оставляя твердой структуры. Однако реальный космос наполнен звездами и галактиками, что указывает на существование крошечного остаточного перевеса в пользу материи.
Новая модель опирается на поведение массивного нейтрино, чья масса может превышать массу протона в 100 триллионов раз. По мере расширения и охлаждения космического пространства эта частица замедлялась и на определенном этапе начала определять общий темп эволюции раннего космоса. Подобные гипотезы открывают свежий взгляд на другие интересные факты, которые освещает рубрика актуальная наука на нашем портале.
Ключевые параметры новой математической модели
- Роль третьего нейтрино: в рамках механизма качелей (seesaw mechanism) эту гипотетическую частицу долго игнорировали из-за малой интенсивности ее взаимодействий.
- Энергетическое доминирование: из-за медленного распада частица на некоторое время стала преобладающей составляющей энергетического баланса.
- Снижение температурного порога: условия достижения равновесия тау-лептонов сдвинулись с 500 миллиардов до 70 или 42 миллиардов гигаэлектронвольт.
- Прогнозируемая масса: расчеты указывают, что легчайшее из известных нейтрино должно обладать экстремально малой массой — от 10⁻¹² до 10⁻¹⁴ электронвольта.
Что дальше
Для подтверждения этой концепции исследователям потребуются практические замеры. Проверить полученные выводы помогут эксперименты KATRIN и Project 8, ориентированные на измерение характеристик легких нейтрино, а также перспективные детекторы космических гравитационных волн LISA, Einstein Telescope и радиотелескоп SKA.
