Горячий бульон ранней Вселенной бурлил частицами и античастицами. Они рождались и гибли парами, и по всем законам симметрии должны были полностью уничтожить друг друга. Но что-то пошло не так — и крошечный избыток вещества уцелел. Из него потом собрались звёзды, планеты и мы с вами.
Физики называют этот перекос барионной асимметрией. Одно из объяснений — сфалерогенезис: процесс, где слабое взаимодействие само сортирует частицы, пока Вселенная остывает. Можно сравнить это с толпой на эскалаторе: если на одной стороне ступеньки чуть выше, люди невольно смещаются в одну сторону. Так и здесь: особые переходы между состояниями вакуума, похожие на щелчок переключателя, чуть чаще рождают вещество, чем антивещество.
Авторы работы добавили в расчёты новые, более тонкие взаимодействия — так называемые операторы размерности 8. Раньше считалось, что их вклад ничтожен. Но оказалось: если эти эффекты возникают от квантовых петель, они могут сравниться по силе с главным механизмом. Это как обнаружить, что шёпот в толпе иногда заглушает крик.
Такой подход связывает космическую загадку с земными экспериментами. Если новые частицы или силы действительно существуют, их следы могут проявиться в будущих столкновениях на Большом адронном коллайдере. Крошечная щель в симметрии, открывшаяся на заре времён, возможно, скоро станет видимой в лаборатории.
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.05950v1
We investigate whether a baryogenesis mechanism known as sphalerogenesis can account for the observed baryon asymmetry of the Universe within the Standard Model effective field theory. In this scenario, the baryon asymmetry is generated through the $$CP$$-asymmetric decoupling of electroweak (EW) sphaleron-like transitions. We introduce seven $$CP$$-violating dimension-8 operators constructed from the Higgs doublet and the $$SU(2)_L$$ gauge fields and show that five of them can individually account for the observed baryon asymmetry with satisfying experimental constraints from colliders or electron electric dipole moment measurements. We further study their impact in the presence of a $$CP$$-violating dimension-6 operator. We find that the dimension-8 contributions can be comparable to the dimension-6 contribution when the dimension-8 operators are generated at one loop, demonstrating that loop-order counting can be as important as canonical mass-dimension counting in sphalerogenesis.
На каждый миллиард частиц антивещества в ранней Вселенной приходился примерно один лишний протон — и этого хватило, чтобы возник весь видимый мир.
В романе «Ангелы и демоны» Дэна Брауна антивещество крадут из ЦЕРНа как оружие — но в реальности его производство обходится в миллиарды раз дороже золота, и весь полученный объём уместился бы в песчинке.