Асимметрия из знакомых кварков экспресс
В первые мгновения после Большого взрыва вещество и антивещество были почти в равных долях. Но что-то нарушило равновесие, и в итоге остался лишь крошечный избыток обычных частиц — тот самый, из которого сложены звёзды, планеты и мы сами. Долгое время считалось, что известного нарушения CP-симметрии (разницы в поведении частиц и их зеркальных двойников) в Стандартной модели для этого недостаточно. Новая работа показывает: достаточно — если добавить лептокварк.
Лептокварк — гипотетическая частица, которая может превращать кварки в лептоны и обратно. В предлагаемом сценарии его взаимодействия устроены так, что всё нарушение CP-симметрии берётся из уже знакомой матрицы Кабиббо–Кобаяши–Маскавы (она описывает, как кварки переходят друг в друга). Никаких дополнительных источников асимметрии не требуется. При высоких температурах ранней Вселенной распады лептокварка шли чуть чаще в одну сторону, чем в другую, и эта крошечная разница накопилась в виде наблюдаемого сегодня количества барионов — протонов и нейтронов.
Это похоже на весы, у которых одна чаша изначально на волосок тяжелее. Сначала разница незаметна, но после того как почти всё взаимно уничтожилось, оставшийся перевес становится всей видимой материей. Сценарий не требует тонкой настройки или экзотических полей — только один новый «игрок» с уже знакомыми правилами игры.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском 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.
Если бы в ранней Вселенной вещество и антивещество аннигилировали идеально симметрично, на каждый миллиард частиц антивещества приходился бы миллиард частиц вещества, и после их встречи не осталось бы ничего — только излучение. Наблюдаемый перевес составляет примерно одну частицу на миллиард.
В романе «Ангелы и демоны» Дэна Брауна антивещество используется как оружие; в реальности же его исчезновение в первые мгновения — причина нашего существования.