El universo temprano se asemeja a un caldero hirviendo donde las partículas y las antipartículas nacen y mueren en proporciones iguales. Pero hoy a nuestro alrededor solo hay materia: estrellas, planetas, nosotros mismos. ¿Cómo surgió un diminuto exceso de una milmillonésima parte a partir de la igualdad inicial? Una de las respuestas se esconde en las oscilaciones de un campo pesado, similar a una roca que la marea cubre y descubre.
Los autores del trabajo han vuelto al escenario más simple de leptogénesis espontánea. Aquí el protagonista es el campo axión (una partícula hipotética que resuelve los enigmas de la física), que rueda lentamente hacia su mínimo de energía. Su movimiento rompe el equilibrio entre leptones y antileptones, y un proceso especial, el operador de Weinberg (el mecanismo que da masa a los neutrinos), fija este desequilibrio. Por primera vez se han tenido en cuenta completamente los sabores, los diferentes tipos de leptones, y esto cambia drásticamente el panorama: como si al caldero se le añadiera no una especia, sino un ramillete entero, y el sabor se volviera más complejo.
Los científicos han derivado una fórmula algebraica simple que predice el exceso final de materia para una amplia clase de modelos. Funciona como una receta de cocina: conociendo la velocidad de la "roca" y su conexión con las partículas, se obtiene el resultado de inmediato. Pero no todos los axiones son igual de buenos. El candidato popular, el majorón (una partícula asociada con la masa del neutrino), queda casi excluido: sus desintegraciones tardías diluyen la asimetría, como el exceso de agua estropea el caldo. En cambio, los axiones que interactúan con los esferones (procesos que convierten leptones en bariones) sobreviven a temperaturas gigantescas de alrededor de mil billones de grados y a escalas de energía cercanas a la Gran Unificación.
Así, la escena de la roca cósmica llega a su fin: sus movimientos rítmicos en la zona de marea del universo temprano dejan tras de sí la materia de la que está tejido todo lo que nos rodea. Y la fórmula-receta permite ahora probar rápidamente nuevas hipótesis, sin tener que resolver cada vez ecuaciones complejas.
El exceso de materia sobre la antimateria en el universo temprano era de aproximadamente una milmillonésima parte: es como un euro extra por cada mil millones de euros, pero fue precisamente eso lo que nos regaló todas las estrellas y galaxias.
En la novela de Greg Egan "La escalera de Schild", el vacío es capaz de cambiar sus propiedades, y campos como el axión pueden reconfigurar la realidad, casi como en el escenario de leptogénesis donde las oscilaciones del campo determinaron el destino de toda la materia.