Найти в Дзене

Как кварки победили антикварки или почему наша Вселенная состоит из вещества.

Вещество. Все в нашей Вселенной состоит из вещества - и это в общем-то непреложный факт.

Если бы, допустим, какие-то объекты состояли из антивещества, то тогда происходил бы процесс аннигиляции (взаимоуничтожения) вещества и антивещества. То есть если бы Луна состояла из антивещества, то космический корабль с Земли, прилунившись, мгновенно бы исчез.

Источник: skolko-poluchaet.ru
Источник: skolko-poluchaet.ru

Но теория не отдает предпочтение ни веществу, ни антивеществу. Они равноправны. Почему же в нашей Вселенной произошел такой перекос, почему возникла антисимметрия? Преобладание вещества над антивеществом. Механизм в целом понятен, но все теории его описывающие находятся на стадии изучения.

В первую микросекунду истории нашей Вселенной вещество находилось в виде кварков, антивещество в виде антикварков. По-другому можно сказать,что это была кварк-глюонная плазма. Именно ее свойства, а также переход к сильному взаимодействию скорее всего и являются причинами преобладания вещества над антивеществом.

Кварк-глюонная плазма. Источник: bigproof.ru
Кварк-глюонная плазма. Источник: bigproof.ru

В этот момент начал происходить процесс бариогенеза, то есть образования барионов, в частности всем хорошо известных протонов и нейтронов.

Но избыток барионного вещества мог образоваться только при выполнении трех условий. Необходимы реакции, нарушающие закон сохранения барионного числа, реакции должны происходить в неравновесном состоянии, и реакции должны быть необратимые во времени.

Неравновесное состояние скорее всего обеспечило расширение Вселенной, создавая переменчивое фоновое состояние. Соответственно в момент очень-очень горячей Вселенной существовали реакции, нарушающие сохранение барионного числа и запускающие процесс преобладания суммарного числа кварков. (Кстати эти реакции должны и развалить вещество когда-нибудь). Поэтому и возник небольшой перекос в сторону кварков. 1 лишний кварк на 30 000 000 антикварков.

Вот из этого мизерного перекоса и появилось вещество.

Кварки в протоне. Источник: Brian Greene @bgreene
Кварки в протоне. Источник: Brian Greene @bgreene

Когда Вселенная становится похолоднее (где-то триллион градусов Кельвина) происходит фазовый переход кварков в адроны, в том числе протоны и нейтроны. Плотность Вселенной становится примерно равной плотности ядерного вещества ( в 1 000 000 000 000 000 раз, превышающей плотность воды). Вот тут и появляются протоны и нейтроны. Которые будут существовать долго-долго, но не вечно.

Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Делитесь в соцсетях. Спасибо.

Наука
7 млн интересуются