Creemos que si el universo se creó a partir de un vacío simétrico, todo lo que siguió también debería haber sido simétrico. Sin embargo, los físicos Andrei Sakharov y Yoshimura se dieron cuenta a fines de la década de 1960 y principios de la década de 1970 de que hay un montón de interacciones de ruptura de simetría en la física de partículas (las llamadas violaciones de CP) que ocurren de tal manera que una partícula y su antipartícula tienen tiempos de descomposición ligeramente diferentes. Esto puede tener profundas implicaciones en la abundancia de materia en relación con la antimateria.
Imagine que tenemos alguna partícula hipotética [matemáticas] X [/ matemáticas] que es mucho, mucho más pesada que las bariones en el universo primitivo. Estas partículas pueden destruirse a sí mismas por colisión o descomposición. Supongamos que la partícula [matemática] X [/ matemática] puede descomponerse en dos estados bariónicos diferentes, una fracción [matemática] r [/ matemática] de ellos descomponiéndose en [matemática] B_ {1} [/ matemática] y [matemática] 1- r [/ math] decayendo a [math] B_ {2} [/ math]. Entendemos que también debe haber una rama idéntica para la antipartícula, es decir, una partícula [matemática] \ bar {X} [/ matemática] que puede descomponerse en dos estados antibióticos diferentes, una fracción [matemática] \ bar {r} [/ math] de ellos decayendo a [math] \ bar {B_ {1}} [/ math] y [math] 1- \ bar {r} [/ math] decayendo a [math] \ bar {B_ {2} }[/matemáticas].
Las condiciones necesarias para que se produzca una asimetría son [math] B_ {1} \ neq [/ math] [math] B_ {2} [/ math] y [math] r \ neq \ bar {r} [/ math]. Pero incluso si estas condiciones se mantienen, las partículas en equilibrio térmico en una caja cerrada se equilibrarán finalmente con un número de bariones cero al final. Además, lo que se necesita es una desviación del equilibrio térmico. Una vez que la escala de tiempo para las interacciones crezca lo suficiente, una reacción se congelará un poco más rápido que la otra y esto inclinará el equilibrio. Por lo tanto, es posible construir una asimetría bariónica de la nada, aunque todavía no tenemos los aceleradores de partículas para probar esto aquí en la tierra.
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Sin embargo, los nuevos resultados de la física de partículas pueden arrojar luz sobre esta situación. El NY Times publicó un artículo sobre cómo Fermilab era bolas de fuego en su acelerador, producía pares de partículas conocidas como muones con un poco más de frecuencia que pares de antimuones, de modo que el universo en miniatura dentro del colisionador pasó de ser neutral a ser aproximadamente un 1% más importa más que nada. Lea más sobre esto aquí: de Fermilab, ¿una nueva pista para explicar la existencia humana?
Se han sugerido otras explicaciones, generalmente sobre el tema de que la materia y la antimateria difieren de alguna manera fundamental. En 2011, los investigadores que trabajan en el experimento T2K en el acelerador J-PARC en Tokai, Japón, observaron por primera vez la transición de neutrinos muónicos a neutrinos electrónicos. Si la transición de neutrinos anti-muones a neutrinos anti-electrones difiere de su contraparte de materia ordinaria, esto podría explicar la asimetría de materia / antimateria. Las mediciones ultraprecisas de los momentos magnéticos de electrones y protones y sus antipartículas pueden exponer diferencias, aunque aún no se ha visto ninguno con electrones al menos hasta una parte en un billón.