Una dintre cele mai deconcertante întrebări din cosmologia modernă este ”de ce universul este plin de materie?”. Problema este că aproape toate reacțiile cu particule fundamentale produc un număr exact de particule de materie și antimaterie, care apoi se anihilează reciproc în sclipiri de energie. Dar universul are o abundență de materie și foarte puțină antimaterie. Atunci de ce nu a dispărut totul în universul timpuriu?
Problema este cunoscută sub numele de bariogeneză, iar ipoteza principală este că un proces necunoscut a condus la un dezechilibru al materiei față de antimaterie în primele momente ale Big Bang-ului. Dar care ar fi putut fi acest proces?
O nouă cercetare sugerează că răspunsul s-ar putea afla în micile particule fantomatice cunoscute sub numele de neutrini.
Există trei varietăți de neutrini și toate au proprietăți bizare. În primul rând, au o masă infimă, mult mai mică chiar decât masa electronilor. De asemenea, toți sunt „stângaci”, ceea ce înseamnă că spinii lor interni se orientează într-o singură direcție în timp ce călătoresc, spre deosebire de toate celelalte particule care se pot orienta în ambele direcții.
Acest lucru a condus la speculații conform cărora ar putea exista mai multe varietăți de neutrini pe care nu le-am detectat încă – omologii dreptaci ai neutrinilor cunoscuți. Acest lucru se datorează faptului că interacțiunile dintre varietățile stângace și drepte de neutrini le-ar putea determina să aibă masă.
Un univers sfărâmat
În lucrarea lor recentă, cercetătorii au propus un model în care există două specii de neutrini ”dreptaci” care au mase foarte mari. Modelul a arătat că, în primele momente ale universului, neutrinii cu ”dreptaci” și ”stângaci” erau în echilibru perfect. Dar, pe măsură ce cosmosul s-a extins și s-a răcit, acest echilibru s-a rupt, ducând la o rupere a simetriilor care a făcut ca neutrinii ”stângaci” să dobândească masă proprie, ar neutrinii ”dreptaci” să dispară din peisaj.
Modelul cercetătorilor a descoperit însă că această schimbare cataclismică a avut și alte consecințe. În primul rând, deoarece neutrinii interacționează cu alte particule, simetria lor ruptă a declanșat o reacție în lanț care a perturbat echilibrul delicat dintre materie și antimaterie. În al doilea rând, neutrinii ”dreptaci” s-au amestecat pentru a crea o particulă cu totul nouă, supranumită Majoron. Majoronul este o particulă ipotetică care este propria sa antiparticulă, iar calculele cercetătorilor au arătat că această particulă ar fi fost produsă din abundență în haosul universului timpuriu.
Majoronul ar fi supraviețuit apoi ca o relicvă a acelor timpuri străvechi, constituind cea mai mare parte a masei fiecărei galaxii, dar rămânând invizibil și evaziv. Cu alte cuvinte, ar fi un candidat pentru materia întunecată, misterioasa substanță ascunsă care umple cosmosul.
