Settembre 28, 2022

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Gli scienziati credono di aver risolto uno dei problemi più antichi dell’universo

Gli scienziati credono di aver risolto uno dei problemi più antichi dell'universo

È uno dei problemi più antichi dell’universo: dal momento che materia e antimateria si annientano a vicenda al contatto, ed entrambe le forme di materia esistevano al momento del Big Bang, perché esiste un universo che consiste principalmente di materia piuttosto che di niente? Dov’è finita tutta l’antimateria?

“Il fatto che il nostro attuale universo sia dominato dalla materia rimane uno dei misteri più antichi della fisica moderna”, ha affermato Yano Koi, professore di fisica e astronomia a Riverside, all’Università della California. nella situazione attuale L’ho condiviso questa settimana. “Un sottile squilibrio o asimmetria tra materia e antimateria nell’universo primordiale è necessario per ottenere il predominio della materia oggi, ma non può essere raggiunto all’interno della struttura nota della fisica fondamentale”.

Ci sono teorie che possono rispondere a questa domanda, ma è molto difficile testarle usando esperimenti di laboratorio. Al momento nuova carta Pubblicato giovedì sulla rivista messaggi di revisione fisicaLa dott.ssa Cui e il suo coautore, Zhong-Zhi Xianyu, assistente professore di fisica all’Università di Tsinghua, in Cina, spiegano che potrebbero aver escogitato un lavoro sull’utilizzo del bagliore residuo del Big Bang stesso per condurre l’esperimento.

La teoria che il dottor Tsui e Chung-Chi volevano esplorare è nota come formazione del leptogeno, un processo che coinvolge il decadimento di particelle che potrebbe portare all’asimmetria tra materia e antimateria nell’universo primordiale. In altre parole, l’asimmetria in alcuni tipi di particelle elementari nei primi momenti dell’universo potrebbe essere cresciuta nel tempo e attraverso più interazioni di particelle nell’asimmetria tra materia e antimateria che ha reso possibile l’universo come lo conosciamo – e la vita.

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“La formazione del leptogeno è uno dei meccanismi più convincenti che generano l’asimmetria materia-antimateria”, ha affermato il dottor Cui in una nota. “Si tratta di una nuova particella fondamentale, il neutrino destrorso”.

Il dottor Coy ha aggiunto che la generazione del neutrino di destra richiede molta più energia di quella che può essere generata in collisioni di particelle sulla Terra.

“Testare la formazione del leptogeno è quasi impossibile, perché la massa del neutrino destrorso è solitamente in gran numero che supera la capacità del più grande collisore mai realizzato, il Large Hadron Collider”, ha detto.

Il punto di vista della dott.ssa Koi e dei suoi coautori era che gli scienziati potrebbero non aver bisogno di costruire un collisore di particelle più potente, perché le stesse condizioni che vorrebbero creare in un tale esperimento esistevano già in alcune parti dell’universo primordiale. Il periodo inflazionistico, l’era della stessa espansione esponenziale del tempo e dello spazio che durò per millisecondi dopo il Big Bang, ….

“L’inflazione cosmica ha fornito un ambiente molto energetico, consentendo la produzione di nuove particelle pesanti oltre alle loro interazioni”, ha affermato il dottor Coy. “L’universo inflazionistico si è comportato proprio come il collisore cosmico, tranne per il fatto che l’energia era fino a 10 miliardi di volte maggiore di qualsiasi collisore artificiale”.

Inoltre, i risultati di questi esperimenti naturali del Cosmic Collider possono essere conservati oggi nella distribuzione delle galassie, così come nel fondo cosmico a microonde, il bagliore residuo del Big Bang da cui gli astrofisici hanno tratto gran parte della loro attuale comprensione dell’evoluzione dell’universo . .

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“In particolare, dimostriamo che i prerequisiti per la generazione dell’asimmetria, comprese le interazioni e le masse del neutrino di destra, che è l’attore chiave qui, possono lasciare impronte distinte nelle statistiche della distribuzione spaziale delle galassie o del fondo cosmico a microonde, “, ha detto il Dr. L’esecuzione di queste misurazioni, tuttavia, resta da fare”, ha aggiunto. “Le osservazioni astrofisiche previste nei prossimi anni potrebbero rilevare tali segnali e rivelare l’origine cosmica della materia”.