Лептогенез - Leptogenesis
Нерешенная проблема в физике : Почему в наблюдаемой Вселенной больше материи, чем антивещества?
(больше нерешенных задач по физике)
|
В физической космологии , leptogenesis является общим термином для гипотетических физических процессов , которые привели к асимметрии между лептонами и антилептонами в очень ранней Вселенной , в результате чего в современном доминировании лептонов над антилептонами. В принятом в настоящее время стандартной модели , лептонное число сохраняется; Невозможно создать лептоны напрямую без соответствующих антилептонов. Следовательно, лептогенез может иметь место только в теориях физики за пределами Стандартной модели .
Лептонная и барионная асимметрии влияют на гораздо более понятный нуклеосинтез Большого взрыва в более поздние времена, во время которых начали формироваться легкие атомные ядра . Для успешного синтеза легких элементов требуется, чтобы количество барионов и антибарионов не достигало одной миллиардной доли, когда Вселенной всего несколько минут. Асимметрия числа лептонов и антилептонов не является обязательной для нуклеосинтеза Большого взрыва. Однако сохранение заряда предполагает, что любая асимметрия заряженных лептонов и антилептонов ( электронов , мюонов и тау-частиц ) должна быть того же порядка величины, что и барионная асимметрия. Наблюдения за первичным содержанием гелия-4 устанавливают верхний предел любой лептонной асимметрии, находящейся в нейтринном секторе, который не является очень строгим.
Теории лептогенеза используют такие дисциплины физики , как квантовая теория поля и статистическая физика , для описания таких возможных механизмов. Бариогенез, возникновение барион-антибарионной асимметрии и лептогенез могут быть связаны процессами, которые преобразуют барионное число и лептонное число друг в друга. ( Непертурбативная ) квантовая аномалия Адлера – Белла – Джекива может привести к образованию сфалеронов , которые могут преобразовывать лептоны в барионы и наоборот . Таким образом, Стандартная модель в принципе может предоставить механизм для создания барионов и лептонов.
Простая модификация Стандартной модели, которая вместо этого способна реализовать программу Сахарова, предложена М. Фукугита и Т. Янагида . Стандартная модель расширена за счет добавления правых нейтрино, что позволяет реализовать механизм качелей и придает нейтрино массу. В то же время расширенная модель способна спонтанно генерировать лептоны из распадов правых нейтрино. Наконец, сфалероны способны преобразовывать спонтанно генерируемую лептонную асимметрию в наблюдаемую барионную асимметрию. Из-за своей популярности весь этот процесс иногда называют просто лептогенезом.
Смотрите также
Ссылки
дальнейшее чтение
- Leptogenesis Wilfried Buchmüller, Scholarpedia , 9 (3): 11471. DOI: 10.4249 / scholarpedia.11471