物质与反物质为何不对称?答案或在引力波

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  图源:网络(cosmosup.com)

  宇宙指在的有一个相变意味着物质和反物质数量再次出现微小失衡,使所以物质在湮灭中幸存下来,累似 相变很可能性意味着宇宙弦产生,而宇宙弦会产生引力波,因此,探测到累似 引力波或许才能解释朋友儿为哪此指在。

  图源:物理学家组织网

  今日视点

  现有的宇宙大爆炸理论认为,朋友儿身处的宇宙源于138亿年前的一次大爆炸,但累似 理论也认为,大爆炸时产生了等量的物质和反物质,而正反物质相遇但是彼此湮灭,使一切烟消云散。

  但宇宙间的万事万物又的确指在,这上方指在了哪此曲折离奇的故事呢?美国、日本和加拿大科学家近日提出的一项新理论认为,早期宇宙指在的相变使中微子衰变成更多粒子(数量比反粒子多),致使正反物质的数量再次出现偏差。累似 相变也会产生“宇宙弦”,而宇宙弦会产生引力波,探测到哪此引力波,或可揭示正反物质不对称之谜。

  对此,中国科学技术大学物理学院天文系教授蔡一夫对科技日报记者说:“即便观测到宇宙弦产生的引力波,可能性还需所以 条件才能进一步证实上述观点。不过,这提供了本身防止正反物质不对称之谜的新思路。”

  中微子“挺身而出”

  现代宇宙学大爆炸理论认为,大爆炸之初,宇宙中产生了等量的物质和反物质。可能性“剧情”时不时 不难 发展下去,不难 ,物质和反物质最终会“狭路相逢”,彼此湮灭。

  但实际上,现在朋友儿身处的宇宙中满天繁星,充满了各种物质,这就与上述理论产生了矛盾。因此,为使宇宙得以指在,时要要有血块反物质转化为物质,使正反物质数量不平衡。科学家认为,物质的数量只需比反物质多十亿分之一就才能让宇宙指在。

  但正反物质之间累似 不平衡是好久以及如保再次出现的?目前仍是未解之谜,这也是宇宙间最大的谜团之一。美国加州大学伯克利分校博士后研究员杰夫·德罗说:“累似 什么的问题不难 回答。”

  鉴于物质和反物质电荷相反,因此除非它们呈电中性,因此它们但是相互转化。中微子是朋友儿迄今已知唯一呈电中性的物质粒子,科学家对它寄予厚望,认为它是完成累似 神圣使命的“不二人选”。

  目前已知指在3种中微子:电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。但有科学家提出,可能性指在第本身中微子:惰性中微子。

  还所以科学家认为,宇宙暴胀后经历了有一个相变,使早期宇宙中产生的惰性中微子衰变出更多粒子(数量比反粒子多),让物质和反物质的数量得以“重新洗牌”。

  最新研究战略战略合作、加拿大粒子物理与原子核物理实验室(TRIUMF)博士后格雷厄姆·怀特表示:“当宇宙的温度为今天宇宙中最热地方温度的1012倍—1024倍时,中微子的‘行为举止’或许才能确保宇宙指在。”

  引力波“曲线救国”

  不难 ,如保探测到哪此惰性中微子呢?

  研究人员表示,现在科学家无法直接观测到惰性中微子,可能性通过实验制伟大的发名惰性中微子,时要有一个比大型强子对撞机强大所以的粒子加速器,所以 不难 通过间接办法,探测宇宙弦产生的引力波或是本身“曲线救国”之法。

  论文合著者、日本东京大学卡夫里宇宙物理与数学研究所首席研究员村山瞳说:“早期宇宙的这次相变可能性创伟大的发名了宇宙弦,哪此宇宙弦实质上是时光图片 的拓扑指在问题。”

  蔡一夫对科技日报记者解释说:“相变在朋友儿日常生活中比比皆是,累似 水冻成冰、铁磁体变成顺磁体等。朋友儿的宇宙所经历的历史所以 有一个不断指在相变的热膨胀历史,在累似 过程所含基本粒子的产生,基本粒子凝合成元素,元素最后结合出朋友儿见到的熟悉的物质特征。”

  蔡一夫进一步指出:“相变过程伴随着能量释放,宇宙弦所以 宇宙经历相变时释放能量形成的根小根与当时的宇宙尺度相当的绳子一样的能量特征。”

  德罗和村山瞳等人认为,随着哪此宇宙弦不断演化,会产生引力波,且产生引力波的频谱与黑洞并和等天体物理源产生引力波的频谱截然不同。未来的引力波观测台,累似 即将于2020年中期启用的“平方公里阵列”(SKA)、拟于2034年发射的欧洲航天局的“空间天线激光干涉仪”(LISA)、日本宇宙探索局的分赫兹干涉引力波天文台(DECIGO)等,或许才能探测到哪此引力波。

  研究人员表示,找到哪此宇宙弦产生的引力波还有所以用途,累似 找到宇宙弦产生的高能中微子,更精确选择已知中微子的质量等。

  对此,蔡一夫认为:“宇宙弦产生引力波从不意外,所以 朋友儿还不难 幸运地发现其‘倩影’。因此,即便朋友儿探测到宇宙弦,宇宙弦的产生机制也从不唯一,还时要确认肩上的相变过程才能证实上述观点。”

  另外,蔡一夫强调说:“宇宙弦可能性带电语句,才能利用多信使天文检测手段,如快速射电暴的观测来检验哪此超导的宇宙线,从而更立体、更清晰地分辨宇宙相变的‘蛛丝马迹’。”刘 霞

[ 责编:肖春芳 ]

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