Космические узлы могут, наконец, объяснить, почему существует Вселенная
Новая физическая модель предполагает, что загадочные узловатые структуры, возникающие из симметрий частиц, могли временно доминировать в молодой Вселенной и создать перекос в пользу материи над антиматерией через распад тяжелых нейтрино
Короткое резюме
Международная команда физиков из Японии и Германии разработала реалистичную модель физики частиц, в которой комбинация двух фундаментальных симметрий — калиброванной симметрии «барионное число минус лептонное число» (B–L) и глобальной симметрии Печчеи–Квинна (PQ) — приводит к образованию стабильных узловатых солитонов («космических узлов») в ранней Вселенной. Эти узлы, ведущие себя как материя, со временем стали доминировать над излучением, создав особую эпоху в космической истории, а затем распались благодаря квантовому туннелированию.
В процессе распада узлов рождались тяжёлые правые нейтрино — предсказываемые расширениями Стандартной модели частицы. Их последующий распад с небольшим предпочтением материи над антиматерией мог привести к наблюдаемому сегодня преобладанию материи во Вселенной (бариогенезис). Модель одновременно предлагает решения для других фундаментальных проблем: массы нейтрино, сильной CP-проблемы (через аксион — кандидата в тёмную материю) и природы тёмной материи.
Модель предсказывает специфический спектр гравитационных волн, образующихся при распаде узлов и последующем разогреве Вселенной до температуры около 100 ГэВ. Этот сигнал потенциально может быть обнаружен будущими обсерваториями, такими как LISA, Cosmic Explorer и DECIGO, что сделает гипотезу проверяемой. Работа возвращает, на новом уровне, идею лорда Кельвина об узлах как фундаментальных структурах, но встроенную в современную физику частиц.
Объединение двух симметрий
Совместное рассмотрение калиброванной B–L и глобальной PQ симметрий впервые позволило получить реалистичную модель частиц со стабильными узловатыми солитонами
Роль космических узлов в бариогенезисе
Узлы временно доминировали в энергии Вселенной, а их распад через квантовое туннелирование порождал тяжёлые правые нейтрино, чей асимметричный распад создал избыток материи
Решение нескольких фундаментальных проблем
Модель одновременно объясняет происхождение масс нейтрино (через B–L), предлагает решение сильной CP-проблемы и кандидата на тёмную материю (аксион через PQ), а также механизм бариогенезиса
Проверяемость предсказаний
Модель предсказывает специфический спектр реликтовых гравитационных волн от эпохи распада узлов, который может быть обнаружен будущими гравитационно-волновыми обсерваториями (LISA, Cosmic Explorer, DECIGO)
Текст сгенерирован с использованием ИИ
