Partícula negligenciada poderia explicar por que há algo em tudo, sugere estudo
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Cientistas dizem que podem ter encontrado a razão pela qual estamos aqui.
Uma partícula negligenciada e antiga poderia conter a pista sobre por que o universo existe em tudo.
Por anos, cientistas têm sido perturbados por uma pergunta central: como a matéria foi capaz de vencer a antimatéria após o Big Bang. Teorias atuais sugerem que cada um deveria ter se aniquilado após uma explosão enorme, deixando um universo composto apenas de energia pura.
Isso claramente não aconteceu, dado que estamos aqui. Mas os físicos nunca conseguiram explicar exatamente por quê.
Agora, pesquisadores dizem que uma pista pode ter estado escondida em um neutrino, uma das partículas mais leves do universo. Um parente negligenciado dessas partículas – chamado de 'neutrino pesado desacoplado' – poderia ter ajudado a matéria a sobreviver enquanto o universo estava surgindo.
"Este neutrino pesado desacoplado foi há muito tempo descartado como um detalhe irrelevante de fundo na física de partículas", disse Rishav Roshan, da Universidade de Southampton, autor do novo artigo.
"No entanto, ele decai incrivelmente lentamente. À medida que o cosmos esfriou após o Big Bang, a partícula viveu o tempo suficiente para temporariamente assumir a densidade de energia do universo e desencadear um período dominado pela matéria.
Anteriormente, os pesquisadores ignoravam essa partícula porque achavam que era muito fraca para ter efeito sobre outras, disseram os pesquisadores. Mas na verdade era mais poderosa do que eles perceberam, sugere o novo artigo, e pode ajudar a entender por que a matéria que nos constitui e tudo mais foi capaz de sobreviver.
"O fato de estarmos aqui prova que uma assimetria entre matéria e antimatéria ocorreu", disse o Dr. Roshan.
"O neutrino desacoplado alterou a temperatura no universo primitivo na qual partículas fundamentais – como elétrons e outros léptons – interagiam com suas antipartículas com a ajuda do bóson de Higgs do Modelo Padrão.
"Essa temperatura atua como um interruptor que molda como o desequilíbrio entre matéria e antimatéria foi construído."
As descobertas não apenas ajudarão a explicar como conseguimos existir, mas também o que aconteceu no universo desde então. Poderia nos ajudar a compreender melhor o mistério da matéria escura, o material que compõe a maior parte da massa do universo, mas que até agora é totalmente invisível, por exemplo.
Os pesquisadores sugerem que o novo trabalho poderia levar a ainda mais pesquisas teóricas sobre como a teoria se encaixaria em nossa compreensão atual do nascimento do universo. Mas também sugere maneiras de verificá-la concretamente, incluindo observar as ondas gravitacionais que chegam até nós do universo primitivo e ver se elas carregam qualquer rastro desse processo.
O trabalho é relatado em um novo artigo, 'Delayed Charged Lepton Yukawa Equilibration in Minimal Seesaw', publicado na revista Physical Review Letters.
