Evren, madde ve antimadde arasında büyük bir dengesizlikten oluşur!
Brocade Garden: Bu makale parçacık fiziği hakkındadır
Evren, madde ile antimadde arasındaki büyük bir dengesizlikten oluşur.Karşımadde ve madde aslında aynıdır, ancak zıt yüklere sahiptir.Gözlenebilir evrende yıldızlar ve diğer galaksiler dahil neredeyse hiç antimadde yoktur. Teoride, çok fazla antimadde olmalıdır, ancak gözlemlenebilir evren esas olarak maddedir. Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Profesör Jens Oluf Andersen şunları söyledi: Evrende antimaddeden çok madde olduğu için buradayız. Madde ve antimadde arasındaki bu büyük dengesizlik, yaşam formları da dahil olmak üzere tüm somut maddelerin var olmasıdır, ancak bilim adamları neden bilmiyorum. Fizik, dünyanın nasıl bağlantılı olduğunu açıklamak ve anlamak için Standart Modeli kullanır. Standart Model, bilim adamlarının aşina olduğu tüm parçacıkları tanımlayan bir teoridir. Kuarklar, elektronlar ve Higgs bozon parçacıklarını ve bunların nasıl etkileştiklerini açıklar. Ancak Standart Model, dünyanın neredeyse tamamen maddeden oluştuğu gerçeğini açıklayamaz, bu yüzden henüz anlamadığımız bir şey olmalı.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Karşımadde ve madde karşılaştıklarında yok olacaklar ve sonuç hafif olacak, başka hiçbir şey olmayacak. Eşit miktarda madde ve antimadde verildiğinde, reaksiyon tamamlandığında hiçbir şey kalmayacaktır. Neden daha fazla madde olduğunu bilmediğimiz sürece neden diğer maddelerin bileşenleri olduğunu bilemeyiz, bu fizikteki en büyük çözülmemiş sorunlardan biridir. Araştırmacılar buna "baryon asimetrisi" sorunu diyorlar. Baryonlar, protonlar ve nötronlar dahil olmak üzere atom altı parçacıklardır. Tüm baryonlarda çok nadir görülen karşılık gelen bir antibaryon bulunur. Standart fizik modeli, doğal kuvvetlerin çeşitli yönlerini açıklar. Atomların nasıl molekül haline geldiğini ve atomları oluşturan parçacıkları açıklar. Standart Fizik Modeli, bildiğimiz tüm parçacıkları içerir En son parçacık olan Higgs bozonu, 2012 yılında CERN'de keşfedildi. Bu keşifle mantıklı olan önemli bir şeydir. Ama sonuncusu değil Standart Model, evrenin çoğunu mükemmel bir şekilde açıklar, bu yüzden bir şey uygunsuz olduğunda, araştırmacılar ilgilenecektir.
Resim: CC0 Public Domain
Baryon asimetrisi bu kategoriye aittir. Fizikçilerin neden daha fazla madde olduğunu ve neden inkar edilemez bir şekilde var olduğumuzu açıklayacak teorileri var. Big Bang'den bu yana böyle olduğuna dair bir teori var: Başka bir deyişle, madde ile antimadde arasındaki dengesizlik, aşağı yukarı en başından beri var olan temel bir önkoşuldur. Kuark, doğanın en küçük bileşenlerinden biridir.Erken dönemde antikuarka göre fazla kuark, daha büyük birimlerin oluşmasıyla yayılır mı? Bu fikirden hala memnun değiliz çünkü bize pek bir şey anlatmıyor. Peki bu dengesizlik neden en başından beri var oldu? Neden ilk etapta antikuarklardan daha fazla kuark vardı? Teorik olarak, standart fiziksel modelde, yani madde miktarı ile antimadde arasındaki farkta asimetri üretmek mümkündür, ancak iki problemle karşılaştık. Her şeyden önce, bilim insanı zamanda geri gitmeli, Büyük Patlama'nın henüz başladığı zamana geri dönmelidir - Big Bang'den 10 pikosaniye veya 10 ^ -11 saniye sonra bahsediyoruz. İkinci sorun, sıcaklığın 1 trilyon Kelvin veya 10 ^ 15 santigrat derece olması gerektiğidir.
Güneşin yüzeyinin sadece 5700 derece olduğu düşünülürse bu endişe verici bir sıcaklıktır. Her halükarda baryonik maddeyi açıklamak yeterli değildir. Standart modelde yeterli madde yoktur. Sorun şu ki, Higgs alanının beklenen değerindeki sıçramanın çok küçük olması, bu da fizik hakkında çok az şey bilenler için faydalıdır. Kısıtlamaları dayatan sadece hayal gücümüz olmayabilir, birçok olasılık vardır. Bu nedenle, bu olasılıkların standart model ile çalışması gerekir. Gerçekten istediğimiz şey, standart model uzantısı, ona uyan bir şey. Fizikçiler, CERN ve diğer parçacık hızlandırıcılarda sürekli olarak test edilen Standart Modelin doğruluğundan şüphe duymazlar, ancak bu model henüz tamamlanmamıştır. Araştırmacılar, madde ve antimadde dengesizliğine uyum sağlayan modelin çeşitli olasılıklarını inceledi ve en son bulgular Physical Review Letters'da yayınlandı. Aslında tartışma, faz değişikliği hakkındadır ve ekip, değişen koşullar altında suyun buhara veya buza dönüşmesi gibi malzeme değişimi sürecini değerlendirmektedir.
Maddenin elektrozayıf faz geçişi (EWPT) tarafından üretilip üretilmediğini ve Büyük Patlama'dan sonra fazla baryonların oluşup oluşmadığını hala düşünüyor. Elektriksel zayıf faz geçişi, kabarcık oluşumu yoluyla gerçekleşir. Yeni aşama bir balon gibi genişler ve tüm evreni ele geçirir. Anderson ve meslektaşları, standart modelin en basit uzantılarından biri olan "iki Higgs iki parçacıklı" modeli (2HDM) test ettiler. Maddenin uygun koşullarda üretildiği olası alanları ararlar. Baryon asimetrisinin nasıl ortaya çıktığına dair birkaç olası açıklama vardır. 2HDM modeli, evrenin ilk günlerinde meydana gelen elektrozayıf faz geçişini incelemek için kullanıldı. Bu işlem, kaynar suya eşdeğerdir. Su 100 dereceye ulaştığında kabarcıklar oluşur ve yükselir. Bu kabarcıklar, gaz halinde su buharı içerir. Su bir sıvıdır. Evrenin genişlemesi ve soğuması sırasında gaz fazından sıvı faza değiştiğinde, antikuarklara kıyasla fazla kuarklar üretecek ve baryon asimetrisine neden olacaktır. Son fakat en az değil, araştırmacılar da matematik yapıyor.
Modellerin senkron çalışabilmesi için, iki modelin aynı anda doğru olabilmesi için parametrelerin veya değerlerin eşleştirilmesi gerekir.Araştırma çalışması bu parametreleri bulmaktır. Physical Review Letters'da yayınlanan yakın tarihli bir makalede, Andersen ve meslektaşları, maddenin yaratılabileceği matematik alanını daralttılar, bu iki modele karşılık gelirken, şimdi olasılıkları daralttılar. Örneğin yeni modeli (2HDM) CERN'den edindiğimiz bilgilerle eşleştirmek için modeldeki parametreler hiçbir şey olamaz. Öte yandan, yeterli baryon asimetrisi oluşturmak için, parametrelerin de belirli bir aralıkta olması gerekir. Bu nedenle parametre aralığı azaltılmalıdır. Ancak daha önümüzde uzun bir yol var Her durumda, araştırmacılar bizim ve diğer canlıların neden burada olduğunu anlama yolunda bazı ilerlemeler kaydetti.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Referans Dergi Literatürü: "Physics Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.121.191802
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
