Undele gravitaționale ar putea fi cheia pentru a răspunde de ce a rămas mai multă materie după Big Bang

O echipă de teoreticieni a descoperit că este posibil să se detecteze bile Q în undele gravitaționale, iar descoperirea lor va răspunde de ce mai multă materie rămâne dincolo de antimaterie după Big Bang, potrivit unui nou studiu din Scrisori de revizuire fizică.

Motivul pentru care oamenii există este în unele timp În prima secundă a existenței universului, a fost produsă mai multă materie decât antimaterie. Asimetria este atât de mică încât se produce o particulă suplimentară de materie de fiecare dată când sunt produse zece miliarde de particule de antimaterie. Problema este că, deși această discrepanță este mică, teoriile actuale ale fizicii nu o pot explica. De fapt, teoriile standard spun că materia și antimateria ar fi trebuit produse în cantități exact egale, dar existența oamenilor, a Pământului și a tuturor celorlalte din univers demonstrează că trebuie să existe mai multă fizică nedescoperită.

În prezent, o idee comună împărtășită de cercetători este că această asimetrie a apărut imediat după inflație, o perioadă de la începutul Univers Când a fost o expansiune foarte rapidă. punctul camp S-ar fi întins de-a lungul orizontului pentru a se dezvolta și a se dezintegra în modul corect pentru a produce această asimetrie.

Dar testarea directă a acestui model a fost dificilă, chiar și cu cei mai mari acceleratori de particule din lume, având în vedere că energia implicată este de miliarde până la trilioane de ori mai mare decât orice poate produce oamenii pe Pământ.

Acum, o echipă de cercetători din Japonia și Statele Unite, inclusiv Institutul Kavli pentru Fizică și Matematică privind Proiectul Universului Graham White, și cercetătorul șef în vizită, Alexander Kosenko, care este și profesor de fizică și astronomie la Universitatea din California, a descoperit o nouă modalitate de a testa această sugestie folosind blob-uri din câmpuri cunoscute. În numele Q-balls.

Natura bilelor Q este puțin dificil de înțeles, dar sunt bosoni precum bosonul Higgs, explică Graham White, autor principal și cercetător al proiectului la IPMU Kavli.

„Particula Higgs există atunci când câmpul Higgs este excitat. Dar câmpul Higgs poate face și alte lucruri, cum ar fi să facă masă. Dacă aveți un câmp care este foarte asemănător cu câmpul Higgs, dar are un fel de sarcină – nu sarcină electrică, dar un fel de sarcină – deci sarcina unei mase ca o particulă. Deoarece încărcarea nu poate să dispară, câmpul trebuie să decidă dacă ar trebui să fie în particule sau aglomerații. Dacă energia este mai mică în mase decât în ​​particule, atunci câmpul va fi. Un grup de blocuri care se coagulează împreună va forma o bilă Q.”

„Adesea susținem că aceste bulburi de câmpuri cunoscute sub numele de bile Q rămân de ceva timp. Aceste bile Q se diluează mai lent decât supa de fundal de radiații pe măsură ce universul se extinde până când cea mai mare parte a energiei din univers devine în cele din urmă în aceste bule. Între timp, mici fluctuații ale intensității supei de radiații încep să crească atunci când domină aceste blobs. Când bilele Q se descompun, dezintegrarea lor este atât de bruscă și rapidă încât fluctuațiile din plasmă devin unde sonore violente care duc la ondulații uimitoare. în spațiu și timp, cunoscute sub numele de unde gravitaționale, care pot fi detectate în următoarele câteva decenii. Frumusețea căutării undelor gravitaționale este că universul este complet transparent undelor gravitaționale până la început,” White.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că condițiile care dau naștere acestor ondulații sunt foarte frecvente și, ca rezultat valuri gravitationale Trebuie să fie suficient de mare și de o frecvență suficient de mică pentru a fi detectată de detectoarele convenționale de unde gravitaționale.

„Dacă așa s-a făcut asimetria, aproape sigur vom descoperi în curând un semn de la începutul timpului care confirmă această teorie despre motivul pentru care noi și restul lumii Lucruspuse White.

Detaliile studiilor lor au fost publicate în Scrisori de revizuire fizică Pe 27 octombrie.

Trimis de Institutul Kavli pentru Fizica și Matematica Universului (Kavli IPMU)