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Científicos descifran por qué el Universo está plagado de materia

Por: Ecoo sfera12 de septiembre de 2022

Uno de los enigmas más antiguos del Universo radica en el mismo Big Bang, durante décadas los cosmólogos y físicos de partículas se preguntan cómo es que el Universo existe. Dado que las partículas de materia y antimateria se aniquilan entre sí al interaccionar y que se sabe que ambas partículas existían al momento de la gran explosión, es un enigma por qué la mayor parte de nuestra realidad está formada por materia. En otras palabras, no se sabe por qué esta no quedo reducida a la nada debido a la antimateria. Pero parece que un grupo de físicos tienen una idea.

Asimetría entre materia y antimateria

El hecho de que nuestro Universo actual esté dominado por la materia, sigue siendo uno de los misterios más desconcertantes de la física moderna, explica Yanou Cui de la Universidad de Tsinghua y autor de una nueva investigación que intenta darle respuesta a la pregunta milenaria.

Según el físico, se requiere de un sutil desequilibrio o asimetría entre la materia la antimateria al momento del Big Bang y el Universo primitivo para lograr el dominio de la materia. Sin embargo, los físicos no se explican cómo sucedió, ya que dentro del marco conocido de la física fundamental, simplemente no es posible.

Cui dice que en un inicio, el Universo pudo haber actuado como un enorme colisionador de partículas luego del Big Bang mientras atravesaba por lo que los cosmólogos llaman la inflación cósmica. Durante este periodo, el Universo se expandió a un ritmo de aceleración exponencial, lo que proporcionó un entorno altamente energético y el nacimiento de nuevas partículas pesadas, así como sus interacciones.

“El universo inflacionario se comportó como un colisionador cosmológico, excepto que la energía era hasta 10 mil millones de veces más grande que cualquier colisionador hecho por humanos”, dice Cui.

El único colisionador colosal

El físico y su equipo de colegas creen que la dominancia de la materia y el nacimiento del Universo pudo haber surgido mediante un proceso llamado leptogénesis. Este es un proceso en el que la asimetría entre materia y antimateria, podría haber sido producida por la asimetría de leptones generada en la desintegración del neutrino dextrógiro. Sin embargo, probar esta teoría se ha enfrentado al gran obstáculo de que la masa de tal neutrino, es típicamente de muchos órdenes de magnitudes más allá que cualquier generador de energía pueda brindar.

En ese sentido, el único camino que le queda a los investigadores es estudiar el único colisionador con la fuerza suficiente para crear el neutrino dextrógiro; es decir, la era de inflación cósmica. “Específicamente, demostramos que las condiciones esenciales para la generación de asimetría, incluidas las interacciones y las masas del neutrino dextrógiro, que es el actor clave aquí, pueden dejar huellas distintivas en las estadísticas de la distribución espacial de las galaxias o el fondo cósmico de microondas y se puede medir con precisión”, dijo Cui.

Finalmente explica que las observaciones astrofísicas venideras, pueden potencialmente detectar las señales adecuadas procedentes de la radiación del fondo de microondas y así, desentrañar el origen cósmico de la materia.

Referencias: Yanou C. Zhong-Zhi, X. (2022). Probing Leptogenesis with the Cosmological Collider. Physical Review Letters, 2022; 129 (11), DOI


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