Японські фізики пояснили, чому Всесвіт не зник відразу після Великого вибуху

Міжнародна група фізиків із проєктів T2K у Японії та NOvA у США вперше об’єднала дані для точнішого вимірювання масових станів нейтрино — частинок, які можуть пояснити, чому Всесвіт складається з матерії, а не антиматерії. Результати дослідження, опублікованого у журналі Nature, відкривають новий напрям у вивченні космологічної асиметрії.

За законами фізики, під час Великого вибуху мали утворитися рівні кількості матерії та антиматерії. Взаємодія між ними мала б призвести до повного знищення обох, залишивши лише випромінювання. Однак існування галактик, зірок і життя свідчить про порушення цього балансу. Нове дослідження вказує, що ключ до розуміння цього явища може критися у нейтрино — частинках, які майже не взаємодіють із речовиною.

Нейтрино мають три типи — електронні, мюонні та тау — і здатні змінювати свій тип у процесі осциляції. Кожна частинка має складну масову структуру, яка може бути впорядкована нормально (два легкі та один важкий стан) або інверсно (два важкі та один легкий). Саме це співвідношення, як показують нові результати, може пояснити переважання матерії у Всесвіті.

За інверсного сценарію мюонні нейтрино рідше перетворюються на електронні, ніж відповідні антинейтрино. Така асиметрія могла стати джерелом того мінімального, але вирішального дисбалансу, який дозволив матерії домінувати після Великого вибуху. Хоча це ще не остаточний доказ, дослідники вважають результати важливою підказкою у пошуках відповіді на одне з головних питань космології.

Співречниця експерименту T2K Кендалл Ман зазначила, що фізика нейтрино — це галузь, де надзвичайно складно ізолювати потрібні ефекти. За її словами, об’єднання аналізів дозволяє зробити це точніше, і саме це є справжнім прогресом.