Fizikçiler göz ardı edilen nötrinoyu maddenin varlığıyla ilişkilendirdi

Southampton Üniversitesi ve Hindistan Teknoloji Enstitüsü (IIT) Kanpur'daki fizikçiler, çoğu teorisyenin göz ardı ettiği ağır bir nötrinonun, evrenin neden maddeden oluştuğunu ve neden tamamen boş olmadığını açıklamaya yardımcı olabileceğini söylüyor. Physical Review Letters'da yayınlanan bir çalışmada, bu "ayrık" parçacığın, erken evrenin enerji yoğunluğuna kısa süreliğine hakim olacak kadar yavaş bozunduğunu öne sürüyorlar, diye bildiriyor Southampton Üniversitesiphys.org.

Çalışma, uzun süredir devam eden bir bilmeceyi ele alıyor. Büyük Patlama, eşit miktarda madde ve antimadde üretmiş olmalıydı ve ikisi birbirini yok ederek saf enerjiyle dolu bir evren bırakmalıydı. Yazarlar, göz ardı edilen parçacığın dengesizliğin oluştuğu koşulları değiştirmiş olabileceğini ve gelecekteki dedektörlerin ölçebileceği ilkel kütleçekim dalgalarında izler bırakmış olabileceğini söylüyorphys.org.

Kozmosu yeniden şekillendiren yavaş bir bozunma

Nötrino kütlesinin standart "tip-I tahterevalli" teorisinde, Standart Modele üç ağır sağ elli nötrino eklenir. Çoğu çalışma bunlardan sadece ikisini tutar ve en ağırını, nötrino kütleleri veya maddenin nasıl yaratıldığı üzerinde neredeyse hiçbir etkisi olmadığı varsayımıyla eler. Rishav Roshan ve Sudipta Show tarafından hazırlanan makale, bu üçüncü parçacığın çok zayıf eşleşmelerinin onu uzun ömürlü kıldığını savunuyor. Bu durum, parçacığın evrenin enerji bütçesini devralmasına ve erken bir madde hakimiyeti dönemini başlatmasına olanak tanıyacaktırarxiv.org.

Roshan, "Bu ayrık ağır nötrino, parçacık fiziğinde uzun süredir önemsiz bir arka plan detayı olarak reddediliyordu" dedi. "Ancak, inanılmaz derecede yavaş bozunuyor". Parçacığın, elektronlar gibi leptonların Higgs bozonu aracılığıyla karşıt parçacıklarıyla etkileşime girdiği sıcaklığı değiştirdiğini söyledi. "Bu sıcaklık, madde-antimadde dengesizliğinin nasıl oluştuğunu şekillendiren bir anahtar gibi hareket ediyor"phys.org.

Test edilebilir tahminler

IIT Kanpur'dan Show, erken genişlemedeki değişimin, ilkel kütleçekim dalgaları da dahil olmak üzere "belirgin ama tespit edilebilir izler bıraktığını" söyledi. Makale ayrıca en hafif sıradan nötrinonun yaklaşık 10⁻¹² ila 10⁻¹⁴ elektronvolt kütleye sahip olduğunu tahmin ediyor. Yazarlar, KATRIN veya Project 8 gibi deneylerin bu aralığı araştırabilmesi durumunda fikrin yanlışlanabilir olduğunu belirtiyorarxiv.org+1.

Roshan, Show ve Southampton fizikçisi Stephen King tarafından 13 Ekim'de yayınlanan bir takip ön baskısı, fikri daha da geliştiriyor. Erken madde çağının, kozmik sicimlerden gelen kütleçekim dalgası arka planında bir kırılma yaratacağını ve LISA, SKA, DECIGO ve Einstein Teleskobu dahil olmak üzere gelecekteki gözlemevlerinin bunu tespit edebileceğini ortaya koyuyorarxiv.org.

Öneri hala teorik aşamada. Daily Mail'in belirttiği gibi, bilim insanları bu ağır nötrinoların var olduğunu henüz kanıtlamadı. Roshan, teorinin "gelecek kütleçekim dalgası dedektörleri ve parçacık fiziği deneyleri aracılığıyla deneysel olarak test edilebileceğini" söyledidailymail.com.