Спустя долю секунды после Большого взрыва Вселенная представляла собой раскалённый бульон из частиц и античастиц. Согласно известным законам физики, они должны были полностью аннигилировать, оставив лишь пустоту. Однако по неизвестной причине на каждый миллиард пар возник дисбаланс: одна «лишняя» частица материи выживала. Именно из этих уцелевших крупиц впоследствии сформировались галактики, звёзды и мы с вами. Чтобы объяснить этот перекос, физики обращаются к эпохе, когда электрослабое взаимодействие — объединение электромагнитных и слабых ядерных сил — проявляло себя иначе. Внутри того кипящего первичного бульона возникали пузыри новой фазы, подобные пузырькам пара в кастрюле с кипящей водой. Частицы, проходя сквозь стенку такого пузыря, испытывали лёгкое предпочтение в пользу материи — словно уличный регулировщик, который чуть дольше держит зелёный свет для машин в одном направлении. Эта аналогия, конечно, упрощает сложную квантовую динамику, но хорошо передаёт суть асимметрии.

Описываемый процесс моделируется уравнениями, напоминающими транспортные: они отслеживают, сколько частиц каждого сорта находится в той или иной области пространства. Ключевой инструмент — уравнение, предложенное Людвигом Больцманом ещё в XIX веке. Оно учитывает столкновения и свободное движение частиц. Однако в квантовом мире частицы не просто летят по траекториям — они непрерывно «дрожат», обмениваясь энергией с окружением, что требует более тонкого описания. Новая работа уточняет уравнение Больцмана, строго выводя его из квантовой теории поля — самого точного на сегодня языка для описания элементарных частиц и их взаимодействий. Авторы включили в расчёт квантовые поправки, которые ранее отбрасывались при упрощённых подходах, и сделали вывод прозрачным для систем со смесью различных сортов частиц. По сути, они построили более надёжный мост между микроскопической теорией и макроскопическими потоками вещества в ранней Вселенной.

Этот шаг, возможно, не приведёт к кардинальному пересмотру картины, но даёт твёрдую теоретическую почву для будущих расчётов. До сих пор модели рождения материи содержали неизбежные упрощения и догадки. Теперь, с этим квантово-полевым подходом, туман неопределённости становится чуть прозрачнее. А значит, мы получаем более ясный путь к пониманию того, почему наш мир состоит из вещества, а не из чистой энергии, и почему вообще существует хоть что-то, а не пустота.