Почему мы вообще существуем? Ученые бьются над этой загадкой со времен, когда концепция Большого взрыва стала общепринятой. Стандартная модель говорит, что в первые мгновения после рождения Вселенной энергия должна была разделиться поровну: ровно столько же материи, сколько и антиматерии. При их столкновении происходит аннигиляция — чистая вспышка энергии, не оставляющая после себя ничего. По законам физики космос должен был остаться абсолютно пустым.
![]()
Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение, созданное ИИ
Однако мы существуем. Планеты, звезды и галактики состоят из материи, а антиматерии в наблюдаемой Вселенной практически нет. Чтобы это стало возможным, в первые доли секунды после взрыва должен был возникнуть крошечный перекос — всего одна лишняя частица материи на миллиард пар.
Ученые из Университета Саутгемптона и Индийского технологического института в Канпуре предложили разгадку. По их версии, архитектором реальности выступил нейтрино, а точнее — его тяжелая, давно забытая родственница.
«Этот отсоединившийся тяжелый нейтрино долгое время считался несущественным фоновым шумом в физике элементарных частиц», — отмечает автор исследования доктор Ришав Рошан из Саутгемптона. — «Однако он распадается невероятно медленно. Когда космос остыл после Большого взрыва, частица прожила достаточно долго, чтобы временно взять на себя плотность энергии вселенной и запустить период, в котором доминировала материя».
По словам Рошана, большинство теорий игнорировали эту частицу, считая ее слишком слабой. Но расчеты команды показывают, что именно эта призрачная частица сдвинула температурную точку, в которой электроны и лептоны начали взаимодействовать со своими античастицами при участии бозона Хиггса.
«Этот температурный порог работает как переключатель, который формирует то, как нарастал дисбаланс материи и антиматерии», — добавляет Рошан.
Второй руководитель исследования доктор Судипта Шоу из Канпура подчеркивает, что эта модель объясняет и аномально быстрое расширение ранней Вселенной.
«Драматический сдвиг в ранней космологии оставляет четкие, но обнаруживаемые отпечатки, например, на первичных гравитационных волнах. Эти гравитационно-волновые сигнатуры открывают новые пути для разгадки эволюции космоса», — говорит Шоу.
***
![]()
Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение, созданное ИИ
Лептогенез — это теоретическая концепция в физике элементарных частиц и космологии. Идея, лежащая в её основе, была впервые предложена в 1986 году японскими физиками Масафуми Фукугитой и Тосиюки Янагидой. Согласно этой модели, в ранней Вселенной существовали гипотетические тяжёлые правые нейтрино. При их распаде (в условиях, когда расширение Вселенной не давало системе прийти в тепловое равновесие) за счёт нарушения CP-симметрии возникала лептонная асимметрия — чуть больше лептонов, чем антилептонов. Затем электрослабые процессы (сфалероны) преобразовали часть этой лептонной асимметрии в избыток барионов (протонов, нейтронов), что и объясняет наблюдаемую барионную асимметрию Вселенной.
Важный нюанс: для работы механизма необходимо нарушение лептонного числа. Один из естественных путей к этому — майорановская природа нейтрино (когда частица тождественна своей античастице). Однако нарушение возможно и в других теоретических расширениях Стандартной модели.
Учёные ищут подтверждения этой идеи. Например, проверяют, действительно ли нейтрино являются майорановскими частицами, или анализируют данные о нарушении CP-симметрии в нейтринных осцилляциях. Отдельные модели также рассматривают возможность детектирования гравитационных волн, которые могли возникнуть в ранней Вселенной в связи с такими процессами, но это скорее специфический прогноз отдельных сценариев, а не универсальное следствие самого лептогенеза».
