粒子と反粒子は、電荷などの反対の性質を持っています。例えば、マイナス電子の反粒子はプラス陽電子です。私たちが知っているすべての物理プロセスは、物質と反物質を同量生成します。
しかし、粒子がその反粒子に出会うと、粒子は「消滅」し、最終的に高エネルギーの光子になります。そのため、宇宙には物質も反物質も含まれておらず、単なる光子の海である必要があります。代わりに、約 2 兆個の銀河を作るのに十分な物質が含まれており、私たちが知る限り、反物質はありません。
すべての反物質に何が起こったかの手がかりは、ビッグバンの「残光」 (宇宙背景放射) に、今日の宇宙の物質の粒子ごとに約 100 億個の光子が含まれているという事実から得られます。これは、ビッグバンには 100 億個の反物質ごとに 100 億個の物質の粒子があり、消滅の大乱闘の後、物質の粒子ごとに 100 億個の光子があったことを示しています。
物理学者は長い間、ビッグバンにおける反物質に対する物質の過剰を説明する物理法則の微妙な非対称性を探してきました。そして彼らは、ニュートリノの振る舞いの中にそれを見つけたかもしれないと考えています.
ニュートリノは、物質とほとんど相互作用しない幽霊のような亜原子粒子です。 (親指を立ててください。太陽の核反応によって生成された約 1000 億個のニュートリノが、毎秒あなたのサムネイルを通過します。) ニュートリノには 3 つのタイプがあり、各ニュートリノは電子ニュートリノからミュー ニュートリノ、タウへと絶えず変化します。 -ニュートリノと再び。
2016 年以来、日本の T2K 実験の物理学者たちは、ニュートリノが反ニュートリノとは異なる振る舞いをすることを示そうとしてきました。これを行うために、彼らは東海の施設でミューニュートリノとミューニュートリノのビームを生成し、295km 離れた巨大な地下スーパーカミオカンデ検出器に送ります。
これまでのところ、彼らは予想よりも多くの電子ニュートリノと少ない電子ニュートリノを検出しており、ニュートリノが反ニュートリノとは異なる振る舞いをすることを示唆しています。これは確認が必要な小さな効果ですが、物質支配の宇宙を作り出すメカニズムを提供する可能性があります。
ニュートリノは質量が小さすぎて、宇宙に大きな違いをもたらすことができませんでした。しかし重要なことは、それらは飛行方向を中心に時計回りにしか回転しないことであり、物理学者はニュートリノと反ニュートリノがビッグバンで反対のスピンを持つ超重いパートナーを持っていたかどうか疑問に思っています.
これらの超重粒子は、ビッグバンの高エネルギー条件でしか形成できず、急速に崩壊して今日見られる粒子になったでしょう。そうすることで、彼らは宇宙に非対称性を刻み込み、100 億個の反物質ごとに 100 億個の物質の粒子を生成し、なぜ私たちが物質だけの宇宙に住んでいるのかを説明するのに必要な.
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