هذه واحدة من أقدم المشاكل في الكون: تتفاعل المادة والمادة المضادة وتفني بعضهما البعض ، وبما أن كلا النوعين من المادة كانا موجودين في لحظة الانفجار العظيم ، فلماذا يتكون الكون من لا شيء سوى المادة؟ أين ذهبت كل الأجسام المضادة؟

قال يانو جوي ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو: “تظل حقيقة أن كوننا الحالي تهيمن عليه المادة واحدة من أكثر الألغاز المحيرة التي طال أمدها في الفيزياء الحديثة”. بالوضع الحالي تمت مشاركته هذا الأسبوع. “هناك خلل دقيق أو عدم تناسق بين المادة والمادة المضادة في الكون المبكر مطلوب لتحقيق غلبة المادة اليوم ، ولكن لا يمكن تحقيقه ضمن الإطار المعروف للفيزياء الأساسية.”

هناك نظريات يمكن أن تجيب على هذا السؤال ، لكن من الصعب جدًا اختبارها باستخدام التجارب المعملية. الآن ، في الداخل ورقة جديدة نشرت في المجلة يوم الخميس خطابات المراجعة الماديةأوضح الدكتور كي وشريكه في التأليف ، Zhong-Zhi Xianyu ، الأستاذ المساعد للفيزياء في جامعة Tsinghua الصينية ، أنهما ربما اكتشفا عملاً يستخدم شفق Big Bang لإجراء التجربة.

تسمى النظرية التي أراد الدكتور تسوي وتشونغ-تش استكشافها باسم تكوين اللبتوجين leptogenesis ، وهي عملية تنطوي على تحلل الجسيمات أدت إلى عدم تناسق بين المادة والمادة المضادة في الكون المبكر. قد يكون عدم التناسق في نوع من الجسيمات الأساسية في اللحظات الأولى من الكون قد تطور بمرور الوقت ، ومن خلال تفاعلات الجسيمات ، نما الكون كما نعرفه – والحياة – إلى عدم تناسق بين المادة والمادة المضادة. المستطاع.

وقال الدكتور كوي في بيان: “تشكل اللبتوجينيس من أكثر الآليات إلحاحًا لخلق عدم تناسق بين المادة والمادة المضادة”. “يتضمن هذا جسيمًا أساسيًا جديدًا ، النيوترينو الأيمن.”

لكن الدكتور كوي أضاف أن إنتاج النيوترينوات اليمنى يتطلب طاقة أكثر مما ينتج في تصادم الجسيمات على الأرض.

وقال: “اختبار تكوين اللبتوجين مستحيل لأن كتلة النيوترينو الأيمن عادة ما تكون بأحجام تتجاوز مصادم الهادرونات الكبير ، وهو أعلى مصادم طاقة تم تصنيعه على الإطلاق”.

تتمثل رؤية الدكتور كوي والمؤلفين المشاركين معه في أن العلماء لا يحتاجون إلى إنشاء مصادم جسيمات أكثر قوة لأن الظروف التي يريدون خلقها في مثل هذه التجربة كانت موجودة بالفعل في بعض أجزاء الكون المبكر. كانت الفترة التضخمية ، التي استمرت لأجزاء من الثانية فقط بعد الانفجار العظيم ، حقبة من التوسع الأسي للزمان والمكان ،….

قال الدكتور تشي: “لقد وفر التضخم الكوني بيئة ديناميكية للغاية ، مما أتاح إنتاج جسيمات ثقيلة جديدة وتفاعلاتها”. “الكون التضخمي تصرف مثل تصادم كوني ، باستثناء الطاقة التي كانت أكبر بعشرة مليارات مرة من أي تصادم من صنع الإنسان.”

علاوة على ذلك ، يمكن الحفاظ على نتائج تجارب الاصطدام الكوني الطبيعي هذه اليوم في توزيع المجرات ، وخلفية الميكروويف الكونية ، ووهج ما بعد الانفجار العظيم. .

“على وجه الخصوص ، نثبت أن الشروط الأساسية للتوليد غير المتماثل ، بما في ذلك تفاعلات وكتل النيوترينوات اليمنى التي تلعب دورًا رئيسيًا هنا ، يمكن أن تترك بصمات فريدة على التوزيع المكاني للمجرات أو الخلفية الكونية الميكروية والإحصاءات. يمكن وقال الدكتور تشي “أن هذه القياسات حتى مع ذلك ، توقعت أن رصدات الفيزياء الفلكية في السنوات القادمة يمكن أن تكشف مثل هذه الإشارات وتكشف عن الأصل الكوني للجسم”.