Asymetria barionowa
Maleńka nadwyżka materii nad antymaterią w młodym wszechświecie — mniej więcej jeden ocalały na miliard par i powód, dla którego została jakakolwiek materia.
Lukasz Szramuk ·
Asymetria barionowa jest obserwowaną nadwyżką barionów nad antybarionami. W gorącym młodym wszechświecie materia i antymateria powstawały w niemal równych liczbach. Kiedy ekspansja schłodziła plazmę, pary anihilowały w promieniowanie. Równość zostawiłaby prawie wyłącznie światło. Zamiast tego na każdy miliard par ocalała mniej więcej jedna dodatkowa cząstka materii, a ta reszta stała się każdą galaktyką, planetą i ciałem.
Skuteczny mechanizm wytworzenia nadwyżki nazywa się bariogenezą. Andriej Sacharow wskazał w 1967 roku trzy konieczne składniki: procesy nie zachowujące liczby barionowej, naruszenia symetrii C i CP sprawiające, że materia zachowuje się inaczej niż antymateria, oraz odejście od równowagi cieplnej, by reakcje odwrotne nie starły preferencji. Model Standardowy zawiera elementy wszystkich trzech, lecz najwyraźniej za mało w zwykłej historii kosmicznej.
Kandydaci obejmują bariogenezę elektrosłabą, leptogenezę tworzącą najpierw nierównowagę wśród leptonów i rozpady ciężkich cząstek spoza Modelu Standardowego. Żadnego nie potwierdzono. Pomiary naruszenia CP, własności neutrin, elektrycznych momentów dipolowych i rzadkich rozpadów badają różne drogi, dlatego ta kosmiczna liczba pozostaje żywym problemem fizyki cząstek.
Suwak η dramatyzuje czystą dolną granicę: przesuń asymetrię ku zeru, a materialny wszechświat anihiluje. Większe wartości dają subtelniejsze skutki, bo większa ilość zwykłej materii zmienia nukleosyntezę, chłodzenie i budowę struktur. Zabawka modeluje krawędź egzystencjalną, a prawdziwe otwarte pytanie brzmi, czemu natura w ogóle ją przekroczyła.