Asimetría a partir de quarks conocidos exprés
En los primeros instantes después del Big Bang, la materia y la antimateria estaban casi en proporciones iguales. Pero algo rompió el equilibrio y, al final, solo quedó un diminuto exceso de partículas ordinarias: precisamente ese del que están hechas las estrellas, los planetas y nosotros mismos. Durante mucho tiempo se pensó que la violación de la simetría CP conocida (la diferencia en el comportamiento de las partículas y sus gemelas especulares) en el modelo estándar no era suficiente para esto. Un nuevo trabajo muestra que sí lo es, si se añade un leptoquark.
El leptoquark es una partícula hipotética que puede convertir quarks en leptones y viceversa. En el escenario propuesto, sus interacciones están dispuestas de modo que toda la violación de CP proviene de la ya conocida matriz de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (que describe cómo los quarks se transforman entre sí). No se requieren fuentes adicionales de asimetría. A altas temperaturas del universo temprano, las desintegraciones del leptoquark ocurrían ligeramente más a menudo en una dirección que en la otra, y esa pequeña diferencia se acumuló en la cantidad de bariones que observamos hoy: protones y neutrones.
Esto es como una balanza en la que uno de los platillos es inicialmente más pesado por un pelo. Al principio la diferencia es imperceptible, pero después de que casi todo se aniquila mutuamente, el excedente restante se convierte en toda la materia visible. El escenario no requiere un ajuste fino ni campos exóticos: solo un nuevo "jugador" con reglas ya conocidas.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2608.05269v1
It is often claimed Standard Model CP violation is insufficient for baryogenesis. We present a counterexample using minimal flavor violation (MFV) in which all CP-violating effects arise from the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) matrix. Our scenario involves a leptoquark field with MFV-preserving interactions whose decays to Standard Model particles yield the observed baryon asymmetry in the early universe. Unlike previous efforts to realize baryogenesis through the CP violation of the CKM matrix, our scenario does not require any time-variation of model parameters.
Si en el universo temprano la materia y la antimateria se hubieran aniquilado de manera perfectamente simétrica, por cada mil millones de partículas de antimateria habría mil millones de partículas de materia, y tras su encuentro no quedaría nada, solo radiación. El exceso observado es de aproximadamente una partícula por mil millones.
En la novela "Ángeles y demonios" de Dan Brown, la antimateria se usa como arma; en la realidad, su desaparición en los primeros instantes es la razón de nuestra existencia.