Куда исчезло антивещество?

Существует не только гамбургский счет, но и Гамбургский приз, присуждаемый за работы в области теоретической физики. Эта премия — одна из крупнейших научных наград Германии, причем учрежденная не без юмора. Ее размер составляет 137 036 евро — это умноженный на тысячу знаменатель постоянной тонкой структуры, она же — константа электромагнитного взаимодействия «альфа» (1/137,036 с точностью до 6 знаков). Приз этого года присужден Валерию Рубакову за работы по космологии.

Таких работ у Рубакова много, причем они относятся к разным аспектам происхождения Вселенной. Поэтому мы прокомментируем лишь одно направление, отмеченное в пресс-релизе по премии и, пожалуй, наиболее известное: работы в области барионной асимметрии Вселенной.

Изначально проблема барионной асимметрии была отмечена А. Д. Сахаровым, систематически обгонявшим свое время (см. [1]). Почему во Вселенной есть вещество и почти нет антивещества? А если уж так получилось, то почему вещества столь мало — один протон на миллиард реликтовых фотонов, хотя (исходя из соображений термодинамики) их должно быть примерно одинаково? Не получилось ли так, что кварков и антикварков сначала было поровну, потом они стали аннигилировать друг с другом, но в процессе образовался перекос на одну миллиардную в сторону вещества, вот он и остался — одна миллиардная от былой концентрации?

Сахаров очень четко разложил по полочкам, что для этого нужно: нарушение симметрии между частицами и античастицами (СР – нарушение), нарушение закона сохранения барионов, отклонение от термодинамического равновесия в ранней Вселенной. Но в его работе, опередившей время, было трудно дать вразумительный механизм нарушений; особенно это касалось нарушения числа барионов.

Следующий шаг — теория великого объединения: в ней число барионов нарушается естественным образом. В работе Вадима Кузьмина 1970 года барионная асимметрия строится на теории великого объединения — появилась твердая почва под ногами теоретиков, хотя сценарий оказался слишком «зажатым»: всё должно было свершиться в определенном узком интервале времени в очень ранней Вселенной.

Следующий шаг был сделан благодаря идее Рубакова о том, что число барионов (кварков) может не сохраняться из-за прекрасно известных электрослабых взаимодействий: для этого требуется сильное внешнее воздействие на систему кварков. Изначально Валерий придумал «эффект Рубакова», где на протон оказывается воздействие тяжелым магнитным монополем (монополь т’Хоофта — Полякова, есть такой зверь в теории) и протон распадается. Затем они вместе с Вадимом Кузьминым и Михаилом Шапошниковым применили эту идею к космологии и опубликовали статью [2], которая набрала уже более трех тысяч цитирований. Их идея резко расширила набор и временной интервал возможностей для генерации барионной асимметрии — оказалось, что она может протекать вплоть до температур порядка 100 ГэВ (почти микросекунду). Статья открыла широкое поле деятельности, которое продолжил разрабатывать и сам Валерий Рубаков, и другие авторы.

Б.Ш.

  1. Рубаков В., Штерн Б. Сахаров и Космология.
  2. Kuzmin V. A., Rubakov V. A., Shaposhnikov M. E. On anomalous electroweak baryon-number non-conservation in the early universe. Physics Letters B, Volume 155, Issues 1–2, 16 May 1985, pages 36–42. doi.org/10.1016/0370–2693(85)91028–7

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 См. также:

  • postnauka.ru13.08.2019 Теперь не хватает лишь Нобелевской Премии российским космологам за прорывные работы ­1980–1990-х годов прошлого века по-прежнему исправно присуждаются. На сей раз медаль и премия имени Дирака, учрежденная Международным центром теоретической физики в Триесте, присуждена Вячеславу Муханову, Алексею Старобинскому и Рашиду Сюняеву. Официальная формулировка такова: «За вклад в развитие современной космологии». Попробуем объяснить, что это за вклад.
  • Антропный принцип11.09.2018 Антропный принцип В этой статье речь пойдет о хорошо известном мировоззренческом понятии, связанном с самим фактом нашего существования. Термин «антропный принцип» фигурирует довольно часто, но столь же часто он трактуется некорректно и путается с антропоцентризмом. Начнем с того, что существуют как минимум два антропных принципа — сильный и слабый, хотя подавляющее большинство, произнося «антропный принцип», имеет в виду его слабый вариант. Поэтому мы сначала «разделаемся» с сильным антропным принципом, чтобы больше к нему не возвращаться.
  • Алексей Старобинский: Квантово-гравитационные эффекты — не фантазия, их можно даже измерить15.08.2017 Алексей Старобинский: Квантово-гравитационные эффекты — не фантазия, их можно даже измерить Ответить на вопрос, как появилась Вселенная, ученые пытались довольно давно. Но все теоретические модели оказывались недоказанными, пока не появилась техническая возможность это проверить. Сегодня наблюдения, эксперименты за космическим пространством с помощью новейших телескопов подтверждают предположения физиков, которые придумали невероятную, на первый взгляд, инфляционную модель Вселенной. Предлагаем вашему вниманию интервью Ольги Орловой с одним из ее создателей, академиком РАН Алексеем Старобинским.
  • Столкновение космологов: тридцать три богатыря против банды трех23.05.2017 Столкновение космологов: тридцать три богатыря против банды трех В февральском номере Scientific American (2017) вышла статья Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt, Abraham Loeb с критикой теории космологической инфляции. Первый автор мало кому известен; последний, Абрахам Лёб, наоборот, весьма известен — он занимался довольно разнообразными задачами в разных областях, зачастую задачами весьма рискованными. Основной же вдохновитель статьи, судя по всему, Пол Стейнхардт: критика теории инфляции — его конек. Как известно, космологическая инфляция — механизм, способный за ничтожные доли секунды из микроскопического зародыша создать огромную расширяющуюся Вселенную. О ней написано достаточно много популярных статей и книг, в том числе и автором данной заметки (см., например, http://trv-science.ru/proryv/).
Подписаться
Уведомление о
guest
1 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Вадим Малышев
6 месяцев(-а) назад

И все-таки поступь эволюции не остановить, тридцать лет назад народ страны больше интересовал вопрос: Куда делось вещество?

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (3 оценок, среднее: 4,33 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: