Někde během historie vesmíru se zřejmě ztratila většina antihmoty.

Vesmír miluje symetrie. Jenomže množství hmoty a antihmoty je ve vesmíru, alespoň pokud víme, v otřesné nerovnováze. Hmota nejspíš  převažuje nad antihmotou již od úsvitu času (anglicky baryon asymmetry problem). Vědci se již dlouho pokoušejí vysvětlit, proč tomu tak je. Zatím zjevně neúspěšně. Ale nevzdávají to. Hooman Davoudiasl z laboratoří Brookhaven National Laboratory v New Yorku a jeho kolegové vymysleli, že převahu hmoty nad antihmotou má na svědomí pozoruhodné trio elementárních částic, které nazvali „Higgs Troika“.

Hooman Davoudiasl. Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Davoudiasl a spol. vycházejí z toho, že podle analýz reliktního záření vesmíru (CMB) na samotném počátku vesmíru nebyla hmota s antihmotou v tak nevyváženém partnerství. Jak se zdá, antihmota zmizela později. Podle badatelů k tomu došlo v době, kdy ve vesmíru panovala natolik extrémní energie, že všechny čtyři základní fyzikální síly byly zřejmě sjednocené v sílu jedinou. Jejich teorie se odvíjí od nedávného objevu Higgsova bosonu o energii 125 GeV, který ukazuje, že by mohlo existovat ještě více Higgsů, s mnohem většími energiemi.

Hooman Davoudiasl. Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Badatelé navrhují, že kromě objeveného Higgsova bosonu existuje ještě dvojice extrémně energetických Higgsů, jejichž energii Davoudiaslův tým tipuje velmi přibližně kolem 1 000 GeV. Celém trio Higgsů podle nich existovalo v čerstvě zrozeném vesmíru předtím, než se jazýčky vesmírných vah dramaticky vychýlily ve prospěch hmoty. A když by se tito hypotetičtí Higgsové tehdy rozpadali, tak by tím vytvořili ultimátní proud částic hmoty. Většina z nich by zuřivě anihilovala s odpovídajícími částicemi antihmoty.

Davoudiasl s kolegy tvrdí, že v jejich modelu se dvojice hypotetických extrémně energetických Higgsů rozpadá poněkud odlišným způsobem a ve výsledném součtu v jejich rozpadech vzniká o něco více částic hmoty nežli antihmoty. Pokud by se to dělo dostatečně dlouho, tak by v takovém scénáři kvůli triu Higgsů zmizela většina antihmoty mladičkého vesmíru v záplavě záření nesmírného množství anihilací.

Naopak běžné, tedy baryonové hmoty, by zůstalo ve vesmíru dost na to, aby vytvořila všechny planety, hvězdy a galaxie, co jich ve vesmíru jen je. Když se vesmír ochladil natolik, že se fyzikální síly rozpojily a získaly dnešní podobu, tak se poměr nebo spíše drastický nepoměr mezi hmotou a antihmotou v našem vesmíru zabetonoval. Otázkou samozřejmě je, proč by mělo být ve vesmíru tolik a právě takových Higgsových bosonů. To je ale už zase jiný příběh.

Video: Visible and Invisible Clues for New Physics.

Literatura

Phys.org 30. 9. 2019, Live Science 24. 9. 2019, arXiv:1909.02044.