Proč ve vesmíru převládá hmota nad antihmotou, není dosud uspokojivě vysvětleno. Fyzikové předpokládají, že při vzniku vesmíru vznikalo obojí téměř ve stejném množství. Kdyby byla bilance dokonale vyrovnaná, částice a antičástice by se navzájem zničily a po ochlazení kosmu by zůstalo jen záření. Nová teoretická práce naznačuje, že k rozhodujícímu posunu mohlo přispět těžké pravotočivé neutrino, které se v dosavadních modelech často považovalo za kosmologicky bezvýznamné.
Studii zveřejnil časopis Physical Review Letters 8. září 2026. Jejími autory jsou Rishav Roshan z University of Southampton a Sudipta Show z Indian Institute of Technology Kanpur. Výzkumníci se zabývali scénářem známým jako minimální seesaw model, který rozšiřuje popis částic o těžká pravotočivá neutrina. Ta se od běžných neutrin liší mimo jiné tím, že s ostatní hmotou interagují ještě slaběji. „Seesaw“ označuje mechanismus, jímž lze vysvětlit, proč mají známá neutrina velmi malé hmotnosti.
Podle výpočtů mohl nejhmotnější z těchto částic existovat dostatečně dlouho, aby se po oddělení od okolní horké plazmy významně podílel na energetické bilanci mladého vesmíru. Autoři předpokládají, že takové dočasné období dominance mohlo změnit rychlost rozpínání kosmu i teplotu, při níž se takzvané Yukawovy interakce nabitých leptonů dostávaly do rovnováhy. Jde o interakce, které souvisejí s vazbou částic na Higgsovo pole a ovlivňují, jak se mezi různými druhy leptonů přenášejí kvantová čísla.
Právě posun této rovnováhy mohl změnit podmínky pro leptogenezi, tedy proces, při němž v raném vesmíru vzniká nerovnováha mezi leptony a antileptony. Ta se v některých modelech může následně převést na převahu baryonů nad antibaryony. Baryony zahrnují například protony a neutrony, z nichž se později vytvořila běžná hmota. Studie však nepředkládá přímý důkaz, že tento mechanismus skutečně proběhl; popisuje jeho teoretickou možnost v konkrétním rozšíření částicového modelu.
Možný otisk v gravitačních vlnách
Význam navrženého scénáře nespočívá jen v původu hmoty. Pokud těžké neutrino na určitou dobu změnilo expanzi raného vesmíru, mohlo tím ovlivnit také pozadí prvotních gravitačních vln. Gravitační vlny jsou nepatrná zvlnění časoprostoru, která se šíří od zdroje; ty prvotní by mohly nést informace o procesech z velmi raných fází kosmu. Autoři proto navrhují hledat ve výpočtech a budoucích měřeních charakteristické změny jejich spektra.
Výsledky podle studie nabízejí několik možných testů, mimo jiné prostřednictvím měření vlastností neutrin a pozorování gravitačních vln. Zatím ale nejde o potvrzený objev nové částice ani o úplné vysvětlení existence hmoty. Jde o model založený na výpočtech, jehož platnost bude záviset na tom, zda se podaří najít odpovídající signály a sladit scénář s dalšími omezeními současné částicové fyziky a kosmologie.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.