Аномалия бариогенезиса: что случилось со всей антиматерией?

Воспользуйтесь СПЕЦИАЛЬНЫМ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ на MagellanTV здесь: https://try.magellantv.com/arvinash
— это эксклюзивное предложение для наших зрителей! Начните бесплатный пробный период уже сегодня. MagellanTV — это новый вид стримингового сервиса, созданный кинематографистами, с более чем 3000 документальных фильмов! Ознакомьтесь с нашими персональными рекомендациями и эксклюзивными плейлистами MagellanTV: https://www.magellantv.com/genres/sci...
ГЛАВЫ: 0:00 — Что такое аномалия? 2:12 — Специальное предложение для зрителей AA 2:57 — Лучшие теории в физике 3:46 — Почему есть нечто, а не ничто? 5:57 - Образование материи и антиматерии 7:16 - Бариогенезис 8:12 - Условия Сахарова 9:15 - C- и CP-симметрия 11:23 - Слабое взаимодействие нарушает CP-симметрию 12:02 - Сохранение барионов 13:01 - Теории асимметрии материи и антиматерии ОБЗОР: Почему мы здесь? Почему существует нечто, а не ничто? Часть ответа кроется в физике. Материя — не самое простое, что могло бы быть. Самое простое в физике — это ничто, пустота пространства-времени. Так почему же вся Вселенная не состоит из ничего? Согласно физике, именно из этого и должна состоять Вселенная, потому что всякий раз, когда рождается материя, рождается и равное количество антиматерии. Но когда материя и антиматерия встречаются, они аннигилируют, оставляя ничто. Но по какой-то причине почти всё в видимой Вселенной состоит из материи. Что случилось со всей антиматерией? Стандартная модель и общая теория относительности не объясняют, как появилось так много материи и почти не осталось антиматерии. Во-первых, как нечто появилось из ничего? Квантовая механика предлагает этой «проблеме» приемлемое решение. Ничто, или пустое пространство, подвержено квантовым флуктуациям. Виртуальные частицы постоянно рождаются и уничтожаются повсюду. Пустое пространство обладает энергией и может оказывать воздействие, как это можно наблюдать в эффекте Казимира. Но когда рождается материя, рождается и антиматерия, которые аннигилируют друг с другом. Антиматерия похожа на материю, только с противоположным зарядом. Но мы ожидали бы увидеть столько же антиматерии, сколько и материи. Но мы видим только материю. Что могло бы вызвать эту асимметрию между материей и антиматерией? Эта проблема называется проблемой бариогенезиса, физического процесса в ранней Вселенной, который привел к дисбалансу между материей и антиматерией. Российский физик-атомщик Андрей Сахаров предположил, что для создания материи и антиматерии с разной скоростью Вселенная должна удовлетворять трём условиям. 1. Вселенная должна быть неравновесной. 2. Во Вселенной должно наблюдаться нарушение C- и CP-симметрии. 3. Во Вселенной должны существовать взаимодействия, нарушающие барионное число. Первое условие легко выполнить, поскольку мы живём во Вселенной, которая охлаждается и расширяется. Она не находится в равновесии. C-симметрия означает симметрию зарядового сопряжения. Это означает, что законы физики должны применяться к антиматерии так же, как и к материи. Слабое взаимодействие постоянно нарушает C-симметрию. Это связано с тем, что нейтрино и антинейтрино имеют только один тип спина. CP-симметрия — это комбинация C-симметрии и P-симметрии. P означает чётность. Это означает зеркальное отражение. Чётность в контексте частиц может представлять спин, поэтому частица со спином по часовой стрелке будет вращаться против часовой стрелки, например. Слабое взаимодействие имеет процессы, нарушающие CP-преобразование и, следовательно, CP-симметрию. Например, K-, B- и D-мезоны, частицы, состоящие из одного кварка и одного антикварка, могут нарушать CP-симметрию при распаде. Однако взаимодействий, нарушающих CP-симметрию, недостаточно, чтобы объяснить разницу в объёмах материи и антиматерии. Последнее условие сохранения барионов также представляет собой проблему. Барион — это частица, состоящая из трёх кварков. В общем случае, барионы невозможно уничтожить, их можно только изменить. Например, при бета-распаде нейтрон может превратиться в протон и наоборот. Чтобы удовлетворить третьему условию Сахарова, нам нужен процесс, который может дать два бариона из одного. Мы никогда не наблюдали этого. Таким образом, остаётся вопрос о причине асимметрии материи и антиматерии. Существует несколько спекулятивных теорий. #бариогенез #материяантиматерияасимметрия Одна из теорий основана на словах Ричарда Фейнмана: антиматерия математически эквивалентна обычной материи, движущейся назад во времени. Итак, возможно, в момент Большого взрыва антиматерия начала двигаться назад во времени и так и не столкнулась с материей. Возможно, Вселенная «ударилась» в двух противоположных временных направлениях. Проблема этой гипотезы заключается в том, что вся наблюдаемая нами антиматерия движется вперёд во времени, а не назад. Некоторые говорят о том, что в удалённых частях Вселенной могут существовать зеркальные галактики из антиматерии. Но если бы это было так, мы бы ожидали увидеть высокоэнергетическое гамма-излучение из пограничных областей...