Fysikere afslører, hvorfor stof dominerer universet

Deres svar er, at en hypotetisk partikel, kaldet axion, ikke var så tung som tidligere antaget. Lettere aksioner ville fungere som mindre katalysator og tillade mere stof at overleve det tidlige univers. "Grunden til, at vi har stof i universet, har at gøre med noget eksotisk henfald af denne axion-lignende partikel," sagde Peter Graham, assisterende professor i fysik ved University of Texas i Austin. "Vores beregning var, at aksionen lige var let nok til at producere en lille smule af dette henfald og tillade nok stof til at overleve."

Aksioner er hypotetiske elementarpartikler, der blev forudsagt at eksistere som en løsning på det stærke CP-problem, som er et teoretisk puslespil om, hvorfor der ikke er noget elektrisk dipolmoment i neutroner. Peccei-Quinn-teorien giver et svar, der antyder, at aksioner eksisterer og var meget tunge i det tidlige univers, og fungerede som katalysatorer for at omdanne stof til energi.

Efter at universet var kølet ned, ville nogle aksioner henfalde og frigive det stof, der til sidst ville danne stjerner og galakser. Hvis aksioner var meget tunge, ville der dog ikke have været nok af dette stof frigivet, hvilket betyder, at der sandsynligvis ikke ville være nok stof tilbage i dag til at danne stjerner og galakser.

Arbejdet udført af teamet ved University of Texas viste, at aksioner sandsynligvis havde en helt rigtig masse til at fungere som katalysatorer, men ikke så meget til at ødelægge stof. De brugte data fra Large Hadron Collider, som har indsamlet information om universet siden 2009, samt data fra astrofysiske observationer af aksioner.

Graham og hans kolleger viste, at den axion, der løser det stærke CP-problem, ikke overtræder de nuværende eksperimentelle grænser. De foreslog også en ny måde at detektere axionpartiklen på.

"Den næste opdagelsesgrænse vil sandsynligvis involvere søgningen efter disse aksioner," sagde Graham. "Vi ville være på jagt efter kilden til stof."

Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters.