Наблюдаемый дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной, объясняющий, почему материя выжила.Асимметрия материи и антиматерии — это наблюдаемый факт, что Вселенная содержит значительно больше материи, чем антиматерии, несмотря на ожидание, что Большой взрыв должен был произвести равные количества обоих. Если бы материя и антиматерия были созданы симметрично, они бы полностью аннигилировали друг друга, оставив Вселенную, заполненную излучением и без звезд, планет или жизни. Тот факт, что мы существуем, означает, что на каждый миллиард или около того пар частица-античастица выжила одна лишняя частица материи. Эта асимметрия является одной из самых больших нерешенных проблем в физике, так как Стандартная модель физики частиц не дает достаточного объяснения этому.
Проблема была впервые сформулирована Андреем Сахаровым в 1967 году, который изложил три условия, необходимые для бариогенезиса (генерации асимметрии материи и антиматерии): нарушение барионного числа, нарушение C и CP симметрии и выход из теплового равновесия. С тех пор ни одна теория не смогла полностью удовлетворить все условия в рамках Стандартной модели.
Считается, что асимметрия возникает из процессов, нарушающих определенные симметрии, в частности зарядовое сопряжение (C) и зарядо-пространственную (CP) симметрию. В ранней Вселенной условия были достаточно экстремальными для таких нарушений, возможно, через взаимодействия с участием тяжелых частиц или через динамику электрослабого фазового перехода. Эти процессы привели бы к небольшому избытку кварков над антикварками, что затем привело к доминирующей материи во Вселенной, которую мы видим сегодня. Однако точный механизм остается неизвестным, и эксперименты ищут новые источники CP-нарушения и процессы, такие как распад протона, которые могли бы пролить свет на это.
Понимание асимметрии материи и антиматерии имеет решающее значение для космологии и физики частиц, направляя эксперименты на коллайдерах частиц (например, БАК) и поиски CP-нарушения в нейтринных осцилляциях и редких распадах.
Если бы асимметрия была хоть немного другой, Вселенная была бы либо пустой, либо заполненной антиматерией, что делает наше существование чрезвычайно точно настроенным.
