Đó là một trong những vấn đề lâu đời nhất trong vũ trụ: vì vật chất và phản vật chất hủy diệt lẫn nhau khi tiếp xúc, và cả hai dạng vật chất đều tồn tại vào thời điểm xảy ra Vụ nổ lớn, tại sao lại có một vũ trụ chủ yếu bao gồm vật chất chứ không phải là không có gì? Tất cả các phản vật chất đã đi đâu?

Yano Koi, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Riverside, UCLA, cho biết: “Thực tế là vũ trụ hiện tại của chúng ta bị vật chất chi phối vẫn là một trong những bí ẩn lâu đời và khó hiểu nhất của vật lý hiện đại”. trong tình hình hiện tại Tôi đã chia sẻ nó trong tuần này. “Sự mất cân bằng tinh vi hoặc sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ sơ khai là cần thiết để đạt được sự thống trị của vật chất ngày nay nhưng không thể đạt được trong khuôn khổ đã biết của vật lý cơ bản.”

Có những lý thuyết có thể trả lời câu hỏi này, nhưng rất khó để kiểm tra chúng bằng các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Ngay bây giờ giấy mới Được xuất bản vào thứ Năm trên tạp chí tin nhắn đánh giá vật lýTiến sĩ Cui và đồng tác giả của cô, Zhong-Zhi Xianyu, trợ lý giáo sư vật lý tại Đại học Thanh Hoa, Trung Quốc, giải thích rằng họ có thể đã nghĩ ra cách sử dụng ánh sáng rực rỡ của chính vụ nổ Big Bang để tiến hành thí nghiệm.

Lý thuyết mà Tiến sĩ Tsui và Chung-Chi muốn khám phá được gọi là leptogenesis, một quá trình liên quan đến sự phân rã của các hạt có thể dẫn đến sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ sơ khai. Nói cách khác, tính bất đối xứng trong một số loại hạt cơ bản nhất định trong những khoảnh khắc sơ khai của vũ trụ có thể phát triển theo thời gian và thông qua nhiều tương tác hạt hơn tạo thành sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất khiến vũ trụ như chúng ta biết – và sự sống – trở nên khả thi.

“Sự hình thành Leptogen là một trong những cơ chế hấp dẫn nhất tạo ra sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất”, Tiến sĩ Cui cho biết trong một tuyên bố. “Nó liên quan đến một hạt cơ bản mới, neutrino thuận tay phải.”

Tiến sĩ Coy nói thêm rằng việc tạo ra hạt neutrino thuận tay phải đòi hỏi nhiều năng lượng hơn năng lượng có thể được tạo ra trong các vụ va chạm hạt trên Trái đất.

Bà nói: “Việc kiểm tra sự hình thành leptogen là điều không thể, bởi vì khối lượng của neutrino thuận tay phải thường ở số lượng lớn vượt quá khả năng của máy va chạm lớn nhất từng được tạo ra, Máy va chạm Hadron Lớn,” cô nói.

Quan điểm của Tiến sĩ Koi và các đồng tác giả của bà là các nhà khoa học có thể không cần chế tạo một máy va chạm hạt mạnh hơn, bởi vì chính những điều kiện mà họ muốn tạo ra trong một thí nghiệm như vậy đã tồn tại ở một số phần của vũ trụ sơ khai. Thời kỳ lạm phát, thời kỳ mở rộng theo cấp số nhân của thời gian và không gian kéo dài hàng mili giây sau vụ nổ Big Bang,….

Tiến sĩ Coy cho biết: “Lạm phát vũ trụ cung cấp một môi trường rất năng lượng, cho phép sản sinh ra các hạt nặng mới bên cạnh các tương tác của chúng. “Vũ trụ lạm phát hoạt động giống như máy va chạm vũ trụ, ngoại trừ năng lượng lớn hơn tới 10 tỷ lần so với bất kỳ máy va chạm nào do con người tạo ra.”

Hơn nữa, kết quả của các thí nghiệm Máy va chạm Vũ trụ tự nhiên này có thể được lưu giữ ngày nay trong sự phân bố của các thiên hà, cũng như nền vi sóng vũ trụ, ánh sáng rực rỡ của Vụ nổ lớn mà từ đó các nhà vật lý thiên văn đã rút ra được nhiều hiểu biết hiện tại của họ về sự tiến hóa của vũ trụ . .

“Cụ thể, chúng tôi chỉ ra rằng các điều kiện cơ bản để tạo ra sự bất đối xứng, bao gồm các tương tác và khối lượng của neutrino bên phải, đóng vai trò quan trọng ở đây, có thể để lại những dấu ấn riêng biệt trong số liệu thống kê về sự phân bố không gian của các thiên hà hoặc nền vi sóng vũ trụ. Tiến sĩ cho biết, việc thực hiện các phép đo này, tuy nhiên, vẫn phải được thực hiện, bà nói thêm.