A kozmológiában , bariogenezis jelöl egy vagy több olyan időszak képződését barionok során primordiális univerzumban . Így az ősrobbanás elmélete szerint az Univerzum első pillanataiban ez utóbbi túl forró volt ahhoz, hogy lehetővé tegye az anyag létezését . Ez utóbbi akkor jött volna létre, amikor az Univerzum elég hideg lett ahhoz. A barionogenezis ideje nem ismert pontosan. 10 -32 és 10 -12 másodperc között lenne az Ősrobbanás után (vö. # Modellek ).
A fő hipotézisek két korszakban helyezik el a baryogenezist : a nagy egyesülés barionogenezise , amely a nagy egyesülési korszak alatt vagy röviddel azután következik be , és az elektro-gyenge barionogenezis , amely az elektro-gyenge átmenet során következik be .
E folyamat eredményeként aszimmetria van az anyag és az antianyag között, legalábbis a térbeli eloszlásban , ami lehetővé teszi az anyag létezését .
Az 1920-as évek végétől fogalmazva az ősrobbanás elmélete azt állítja, hogy az Univerzum fizikai tulajdonságai története során rendkívül kicsi, sűrű és forró állapotból nagyon nagy, híg állapotra és hidegre változtak, amelyet ma megfigyelünk. . Ezen elmélet szerint az Univerzum első pillanataiban ez utóbbi túl forró volt ahhoz, hogy lehetővé tegye az anyag létezését . Az elméleti szakemberek utóbbi megjelenését a barionogenezis során, vagyis attól a pillanattól kezdve állapítják meg, hogy az Univerzum elég hideg lett ahhoz, hogy formálódni tudjon a barionok képződésén keresztül .
1928 körül, az elektronra alkalmazott relativisztikus kvantummechanikán dolgozva, Paul Dirac fizikus megfogalmazta a Dirac-egyenletet . Ez utóbbi az antirészecskék létezésének gondolatához vezet , amelynek megfigyelése először 1932-ben következik be, amikor Carl David Anderson kiemeli a pozitront .
Az ötvenes évek elején olyan kutatók, mint Julian Schwinger, kifejlesztették a CPT szimmetriát , amely többek között előírja, hogy minden részecskének és antirészecskének pontosan ugyanaz a tömege és élettartama , de diametrálisan ellentétes töltéssel rendelkezik . 1956-ban mutattak ki először antiprotonokat . Ettől az időponttól kezdve a laboratóriumban megfigyelték az összes ismert részecske számára az antirészecske létezését. Ezenkívül minden egyes laboratóriumi anyagtermelés azonos mennyiségű antianyag termelését eredményezi, és fordítva .
A „normális” hőmérsékleti körülmények között, részecske ( ) és antirészecskéje ( ) megsemmisíteni szigorúan azonos mennyiségű formájában fény energia ( ) szerint a tömeg-energia ekvivalencia :
hol van egy gyalog .
Az anyag minden létezése tehát az antianyaggal való érintkezés hiányától függ, különben az Univerzum szinte csak tiszta fényből állna. Ezért két fő forgatókönyvet tekintenek az antianyagok percnyi megfigyelésének magyarázatára a megfigyelhető univerzumban : vagy az Univerzum az anyag "preferenciájával" indult (az l 'Univerzum teljes barionális száma különbözött 0-tól), vagy Az univerzum tökéletesen szimmetrikus volt a keletkezésében, és a jelenségek sora az idő múlásával egyensúlyhiányhoz vezetett az anyag javára. A második forgatókönyvet általában előnyben részesítik az elsővel szemben, mivel Szaharov körülményeinek megállapítása és az azt betartó kutatók elmélete szerint az anyag-antianyag aszimmetria a barionogenezis során bekövetkezett volna, ami barioni aszimmetriához vezetett volna, amelyet kb. részecske / milliárd ( ppb ).
A 1967 , a Russian fizikus , Andrej Szaharov kiadott három feltétel, hogy bariogenezis követnie kell vezetni baryonic aszimmetria:
A későbbiekben Szaharov körülményei néven ismert , ez utóbbit a tudományos közösség egy ideig figyelmen kívül hagyja . Azonban 1974-től bizonyos nagy egyesülési modellek bevezetésével, mint például Pati - Salam (en) és Georgi - Glashow (en) , a barionogenezis során létrejövő barioni aszimmetria létrehozásának gondolata egyre nagyobb teret hódít. 1978-ban egy A. Yu. Ignatiev által vezetett kutatócsoport , valamint Yoshimura Motohiko kutató publikált a témában, és ennek irányába indított kutatásokat. Manapság a barionogenezis modellek többségét a Szaharov-viszonyok figyelembevételével fogalmazzák meg.
A barionogenezis ideje nem ismert pontosan. Általában olyan szcenáriókat keresünk, amelyek esetében a Szaharov-feltételek teljesülnek, és amelyek lehetővé teszik a barionos anyag kívánt mennyiségének előállítását a barioni antianyaghoz és a fosszilis fotonok mennyiségéhez viszonyítva , hogy bizonyos többletet adjanak az összefüggés szerint:
Ezt a számot a fosszilis fotonok sűrűségének és az aktuális Univerzumban megfigyelt anyag sűrűségének aránya alapján értékelik.
A barionogenezis forgatókönyveknek alapvetően két típusa van:
Mindkét típusnak több forgatókönyve van. Közülük többen tartalmaznak sphaleronokat , amelyek újraterjesztenék a barionos vagy leptonikus aszimmetriákat .
Mindkét esetben a barionogenezis jóval a primordiális nukleoszintézis előtt következik be . Ez tehát független a barionogenezis pontos folyamatától, de csak a hétköznapi anyag maradék bőségére érzékeny. Ez utóbbit korlátozza a fényelemek bőségének mérése .
Az elektromos gyengeségű barionogenezis forgatókönyvek manapság „népszerűbbek”, mivel olyan energiákat tartalmaznak, amelyek a jelenlegi részecskegyorsítók „elérhető közelségében vannak” .
: a cikk forrásaként használt dokumentum.