Почему материи больше, чем антиматерии?

Недавно один из подписчиков прислал мне следующий вопрос:

Почему наша Вселенная полностью состоит из материи?

Что этот вопрос – один из самых сложных в современной физике. Если бы в начале жизни Вселенной было равное количество материи и антивещества, то все во Вселенной давно бы аннигилировало, но этого, как известно, не произошло. Недавние исследования, похоже, обнаружили источник асимметрии между количеством вещества и антивещества во Вселенной. Об одном из них мы поговорим сегодня.

Почему материи больше, чем антивещества?

Что такое антиматерия?

У каждой частицы во Вселенной есть свой антипартнер. Например, антипартнер для электрона – позитрон, для протона – антипротон и т.д. Но есть еще частицы, которые являются их античастицами, например, фотон – такая частица называется истинно нейтральной.

Античастица имеет ту же массу, что и ее нормальный партнер, но только противоположный заряд, лептонное число и барионное число. Когда частица сталкивается со своей античастицей, они аннигилируют, то есть превращаются в фотоны. Например, когда электрон и позитрон аннигилируют, образуется пара фотонов. В процессе аннигиляции масса частицы и античастицы полностью превращается в энергию.

Почему материи больше, чем антивещества?

Античастицы взаимодействуют друг с другом так же, как простые частицы, поэтому они могут образовывать атомы или, как их еще называют, антиатомы.

История

Впервые об антивеществе заговорили в конце XIX века. В 1928 году Поль Дирак смог дать свое теоретическое обоснование, и уже в 1932 году Карл Андерсон впервые открыл его в виде антиэлектрона. Антиэлектрон называется позитроном. Позже, в конце 20 века, был открыт первый антиатом – антиводород. В настоящее время наиболее сложным антиатомом, синтезированным человечеством, является антигелий.

Читайте также:  Несколько интересных фактов о галактике Андромеды

Почему материи больше, чем антиматерии?

Основными строительными блоками материи и антивещества являются элементарные частицы: кварки и лептоны. Кварки – это элементарные частицы, входящие в группу фермионов. У них есть масса, электрический заряд, так называемый цветной заряд и спин. В настоящее время мы знаем шесть типов кварков: нижний d, верхний u, странный s, магический c, b красивый и настоящий. Верхние и нижние кварки являются самыми легкими и образуются в результате распада тяжелых кварков. Помимо кварков, в группу фермионов входит еще одна группа элементарных частиц: лептоны. Они, в свою очередь, делятся на две подгруппы. В одну из подгрупп входят частицы с зарядом «-1», такие как: электронная, мюонная и тау-частица. А другая нейтрально-заряженная подгруппа включает электронные нейтрино, мюонные нейтрино и тау-нейтрино.

Почему материи больше, чем антивещества?

У каждой из двенадцати перечисленных выше частиц есть антиматериальный партнер. Античастица, согласно законам физики, всегда должна быть идеальным зеркальным отображением простой частицы. Но некоторые эксперименты показывают, что это не всегда так.

Например, мезоны состоят из кварка и антикварка. У нейтральных мезонов есть интересная особенность: они могут спонтанно превращаться в свой антимезон и наоборот. То есть в этом процессе кварк может превратиться в антикварк, или наоборот: антикварк превратится в кварк, но некоторые эксперименты показали, что это происходит чаще в одном направлении, чем в другом. То есть антикварки чаще превращаются в кварки. В результате материя со временем становится намного больше, чем антивещество.

Автор: Алексей Нимчук. Куратор Федор Карасенко.

Поднимите вверх, чтобы увидеть больше статей о космосе и науке в вашей ленте!

Подпишитесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в Telegram и YouTube. Там вы можете прочитать большое количество интересных материалов и задать свой вопрос. Вы можете оказать финансовую поддержку нашему каналу через patreon.

Читайте также:  6 известных нам планет, на которых возможно наличие жизни
Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий