Гипотеза о «правосторонних» нейтрино предлагает объяснение преобладания материи и существования тёмной материи

19.01.2025 23:59:00 | iXBT.com

«Странные „правосторонние" нейтрино могут быть ответственны за всё вещество во Вселенной» — к такому выводу пришли учёные в ходе нового исследования.

Почти все фундаментальные взаимодействия в физике симметричны, они производят столько же материи, сколько и антиматерии. Однако Вселенная заполнена только материей, а антиматерия появляется лишь в редких высокоэнергетических процессах. Новое исследование предполагает, что причина этого может крыться в нейтрино.

Нейтрино — крайне необычные частицы. Существует три их разновидности, и каждая из них обладает почти нулевой массой. Кроме того, все они являются «левосторонними», что означает, что их внутренние спины ориентированы только в одном направлении при движении. Это отличает их от всех других частиц, которые могут ориентироваться в обоих направлениях.

Один из детекторов Daya Bay. Изображение: Roy Kaltschmidt, Lawrence Berkeley National Laboratory

Физики подозревают, что могут существовать и другие виды нейтрино, которые пока что остаются необнаруженными. Эти «правосторонние» нейтрино должны быть гораздо массивнее, чем более знакомые нам левосторонние.

В ранней Вселенной эти два вида нейтрино могли свободнее смешиваться. Но по мере расширения и охлаждения пространства эта симметрия нарушилась, сделав тяжёлые правосторонние нейтрино «невидимыми». В процессе нарушения симметрии произошло разделение материи и антиматерии.

Это может быть именно тем механизмом, который необходим для объяснения изначальной загадки Вселенной. Но у правосторонних нейтрино есть ещё одна примечательная особенность.

Исследователи, стоящие за этой работой, предполагают, что правосторонние нейтрино не исчезли полностью с космической сцены. Вместо этого они смешались, образовав ещё одну новую сущность — майорон (majoron), гипотетический вид частиц, являющихся собственными античастицами. Майорон всё ещё мог бы населять Вселенную, сохранившись как реликт тех древних времён.

Массивная, «невидимая» частица — идеальный кандидат на роль тёмной материи, составляющей массу почти каждой галактики.

Это означает, что взаимодействия между различными видами нейтрино могли бы объяснить, почему все наблюдаемые нейтрино являются левосторонними, почему материи больше, чем антиматерии, и почему Вселенная наполнена тёмной материей.

Подробнее