Hvordan kender fysikere andelen af ​​stoffer til anti i universet?

Problemet med antimaterie:

* overtrædelse af symmetri: Standardmodellen for partikelfysik forudsiger, at stof og antimaterie burde have været oprettet i lige store mængder under Big Bang. Vi observerer dog et univers, der overvælder domineret af stof.

* udslettelse: Når stof og antimaterie mødes, udsletter de hinanden og frigiver energi. Hvis der var lige store mængder af stof og antimateri, ville de have udslettet tidligt i universet og efterlod uanset bagud.

Observationsbevis:

* kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling (CMB): CMB viser ingen tegn på betydelig udslettelse. Dette antyder, at universet ikke oprindeligt var domineret af antimaterie.

* fravær af antimaterie: Astronomer har ikke fundet nogen betydelige kilder til antimaterie i universet. Selv kosmiske stråler, der indeholder partikler fra fjerne galakser, er overvældende sammensat af stof.

* baryon asymmetri: Den observerede overflod af baryoner (protoner og neutroner, der udgør stof) sammenlignet med antibaryoner indikerer et materie-domineret univers.

Mulige forklaringer:

* CP -overtrædelse: Den svage interaktion, en af ​​de fire grundlæggende kræfter, krænker en symmetri kaldet CP -symmetri. Dette betyder, at nogle processer, der involverer partikler og antipartikler, ikke er identiske, hvilket potentielt fører til et let overskud af stof over antimaterie. Imidlertid er den observerede CP-overtrædelse ikke stor nok til at forklare den fulde materie-antimende ubalance.

* ud over standardmodellen: Teorier ud over standardmodellen, ligesom supersymmetri, kan tilvejebringe nye mekanismer til generering af asymmetrien. Disse modeller forudsiger eksistensen af ​​nye partikler og interaktioner, der kan bidrage til stoffets dominans.

* Andre muligheder: Nogle teorier antyder, at det tidlige univers kan have været domineret af antimaterie, men at en efterfølgende proces, som en faseovergang, førte til en flip i den dominerende materie-antimatter-sammensætning.

Konklusion:

Selvom vi ikke kender den nøjagtige andel af stoffer til antimateri, peger de overvældende beviser på en enorm dominans af stof. Søgningen efter en komplet forklaring af denne asymmetri er et grundlæggende problem inden for kosmologi og partikelfysik, og løbende forskning undersøger forskellige teoretiske modeller og observationsmetoder for at afsløre dette mysterium.