La même chose que l'électron et la masse de l'électron, mais des charges opposées, l'anti-proton et proton, aussi, non seulement les particules et antiparticle charge opposée, toutes les autres propriétés peuvent également inverser le contraire. il y a 13.817 milliards d'années, au moment du Big Bang, l'univers est le moment le plus chaud de l'histoire. Chacune des particules sont connues Exister en grand nombre et ils sont égaux au nombre d'anti-particules, et sont rapidement, et frappé à plusieurs reprises tout autour. Lorsque la particule - rencontre le temps d'annihilation d'énergie antiparticle pure.
A des températures élevées très jeune univers atteint, non seulement les particules et les photons peuvent être générés spontanément dans une énergie suffisante donnée, et produit également des particules instables antiparticules pour former des particules primaires et soupe / mélange anti-particules. Photo: Brookhaven National Laboratory
Brocade Park - popularisation Science: De plus, rien ne peut exister sous ces énergies (nouveau domaine, de nouvelles particules, et même la matière noire) se auto-création dans ces conditions spontanément. Mais l'univers ne peut pas maintenir une température élevée, les conditions symétriques. Bientôt, non seulement l'expansion de l'univers (au début de l'inflation), mais aussi le refroidissement. En moins d'une seconde, ces particules instables et antiparticules ont disparu, ce qui rend l'univers substance préfèrent plutôt que l'antimatière (ce qui est souvent ladite substance positif triompha sur l'antimatière, créant ainsi l'univers d'aujourd'hui), ci-dessous est de vous au sujet de la façon dont ils se présentent, vous pouvez insister sur la lecture-vous un commentaire?
univers précoce est rempli de matière et de rayonnement, et chaud et est tellement dense qu'il empêche toutes les particules composites, tels que des protons et des neutrons, il est formé de manière stable à l'instant initial. Cependant, une fois de cette façon, il AntiMatter annihilation, et les particules du rayonnement cosmique donnera matière marine et excès de vitesse proche de la vitesse de la lumière. Image: RHIC COLLABORATION Brookhaven
Au moment du Big Bang, l'univers est plein de toutes les choses qui peuvent être créées afin d'obtenir l'énergie totale maximale de seulement deux obstacles:
1, doivent avoir une énergie suffisante à générer anti-collision particule ou des particules, comme l'équation d'énergie de masse d'Einstein E = MC ^ 2 est donnée par
2, tous les nombres quantiques doivent être stockés dans chaque interaction nécessaire pour maintenir la conservation
Même si, au début de l'univers, l'énergie et la température est si élevée qui peut non seulement fabriquer toutes les particules et antiparticules modèle standard, vous pouvez également créer une autre énergie permet des choses. Cela peut inclure une combinaison d'un grand nombre de neutrinos droitiers, quarks et les leptons et les particules supersymétriques, boson de haute énergie existe même en théorie unifiée.
L'asymétrie entre les bosons et anti-bosons sont théorie unifiée (tels que SU (5)) de caractéristiques communes, ce qui pourrait conduire à une asymétrie de base entre la matière et l'antimatière, comme observé dans l'univers . Cependant, cela nécessite la présence d'une sorte de nouvelle physique: soit sous la forme d'un nouveau champ, soit sous la forme de nouvelles particules.
Ces incertitudes des particules existe dans notre univers, est théoriquement possible, mais cela ne signifie pas qu'ils doivent être physiquement présents. Pour prouver cela, il faut réaliser l'énergie nécessaire pour les créer. Ceci est une tâche difficile, parce que l'énergie dans les premières étapes de l'univers est fait au sujet de l'énergie maximale des collisions de particules dans le collisionneur obtenu dans le Grand collisionneur de hadrons du CERN sur les 1 billion (10 ^ 12) fois. La plus puissante énergie dans l'histoire humaine créée, par rapport au début Pales univers.
Planck interagit faible de substances cosmiques de l'énergie dans la gamme d'environ 10 ^ -19 mètre de l'échelle cosmique pour les très grandes étendues d'explosion thermique à environ 1000 fois échelle. Photo: Ecole de Physique, Université de Nouvelle-Galles du Sud
Lorsque l'expansion de l'univers non seulement devenu moins dense, et peu à peu refroidi. Un facteur dans la détermination du quantum d'énergie rayonnante selon l'une quelconque longueur d'onde: l'énergie moyenne supérieure courte, plus longue longueur d'onde et inférieure des moyens d'énergie. Lorsque l'univers est le plus chaud et plus denses, il est la plus courte longueur d'onde. Cependant, avec la structure de l'espace d'expansion, dans lequel la longueur d'onde de rayonnement devient plus long.
Avec l'expansion de la structure de l'univers, une longueur d'onde du rayonnement sera étirée, ce qui conduit à la réduction de l'énergie cosmique (et non la réduction de l'énergie totale), et un certain nombre de processus de haute énergie à un stade précoce se produit spontanément deviennent impossibles à l'époque après refroidissement. Image: E SIEGEL / AU-DELÀ DE LA GALAXIE.
Cela signifie que dans une très courte période de temps, l'expansion de l'univers diminue fortement. Avec moins d'énergie, créant ainsi une masse donnée de particules à devenir de plus en plus difficile. E = mc ^ 2 est bidirectionnel: particule - paires de antiparticle peuvent anéantir à un rayonnement, mais aussi la collision des particules spontanée - paires antiparticle. Si de nouvelles particules (et / ou anti-particules), est produit en très haute énergie dans un modèle standard de l'univers, mais lorsque la température est inférieure à un certain seuil, il cessera de génération.
A partir d'une substance de génération d'énergie purement / antimatière réaction (à gauche) est réversible entièrement (à droite), l'annihilation substance / antimatière arrière énergie pure. Ce processus de création et d'annihilation suit: E = mc ^ 2, est la seule méthode connue de la création et de la destruction de l'anti-substance ou substances, dans la faible consommation d'énergie, l'inversion de population créée particules est supprimée. Photo: DMITRI Pogosyan / Université de l'Alberta
Depuis lors, le reste des particules et / ou antiparticule ce qui va se passer? Il y a trois possibilités:
1, ils anéantissent, particule - antiparticule de même jusqu'à ce que la densité est suffisamment faible pour qu'ils ne pouvaient pas trouver entrent en collision les uns avec les autres
2, sont les mêmes que toutes les particules instables, des produits de désintégration de désintégration peuvent être autorisés par les lois de la physique
3, ils se trouvent être stable, et reste à ce jour, où ils affectent l'univers et peuvent être détectés
web cosmique de la matière sombre est entraîné, peut provenir de particules de matière noire formées dans l'Univers, ces particules ne se dégrade pas, mais est resté stable jusqu'à aujourd'hui. Image: RALF Kaehler, OLIVER HAHN ET TOM ABEL (KIPAC)
La première possibilité se produit tout peut penser à des choses, mais toujours laisser des particules résiduelles. Si la matière restante est alors stable, il est un excellent candidat pour la matière noire. et les neutrinos Dextrose particules les plus légères supersymétriques dans ce cas un excellent candidat pour la matière sombre:
1, des particules relativement grosses
2, sont en grande partie créé
3, puis certains ont disparu
4, et laisser le reste aujourd'hui
5, ils ne sont plus une interaction importante avec une particule dans l'univers aujourd'hui
Ceci est la matière sombre de la parfaite « recette », mais si les substances instables restantes, telles que la prise en charge des particules de Higgs surpoids émergent dans le grand cas unifié, il va créer une entreprise avec plus de substance plutôt que d'antimatière dans l'univers.
Comme l'univers étendu et refroidi, des particules instables et anti-particules se décomposeront et la matière - l'anéantissement de l'antimatière de volonté, ne peuvent plus les collisions d'énergie de photons suffisamment élevée de produire de nouvelles particules. Mais il y aura toujours le reste des particules ne trouve plus les antiparticules correspondantes. Ils sont soit stables, ou se décomposeront, mais ont un impact sur l'univers. Image: E SIEGEL.
Illustrons: Il existe deux types de fermions modèle standard: quarks, constituent le noyau, et la lumière, les électrons ou les neutrinos. Quark comprenant un nombre quantique, appelé nombre de sous-poids. Un sous-poids (tels que des protons ou neutrons) nécessite trois quark, le nombre de sous-poids pour quark est + 1/3. Chaque enfant est léger, de sorte que le nombre de neutrino sous-optique ou électronique a +1 pour chacun de sa propre « entité ».
Et la valeur négative de l'anti-anti-quark correspondant à la légèreté et le nombre de sous-sous. Si la grande unification est correcte, alors il devrait y avoir une nouvelle surcharge pondérale des particules, nous appelons X et Y, devraient également avoir leurs homologues Antimatière: anti-anti-X et Y. Cependant, ces nouveaux X, Y, B-L et le nombre d'anti-anti-Y X représente seulement une combinaison de particules, ou le sous-poids, moins le nombre de la lumière plutôt que lourde ou légère sous-sous-numéro.
En plus d'autres particules dans l'univers, si le concept de théorie unifiée applique à notre univers, alors il y aura plus de poids excessif de Higgs, une particule X et Y, et leurs antiparticules, d'autres particules dans l'Univers mer chaude présentent leur charge appropriée. Image: E SIEGEL / AU-DELÀ DE LA GALAXIE.
A haute énergie, beaucoup de nouvelles particules et antiparticules ont été créées. Cependant, une fois l'univers étendu et refroidi, soit ils annihilent, ou la pourriture, et aucune nouvelle énergie. En physique il y a un théorème puissant, qui détermine comment ces particules se désintègrent. Tout X ou Y particules exposées carie, a besoin anti-anti-X ou Y pour avoir le chemin de la carie antiparticule de particules appropriée, cette symétrie doit exister. Mais pas nécessairement rapport de branchement de décroissance symétrique, à savoir, des particules ou un chemin désintégration antiparticle. Nous avons vu ces rapports dans le modèle standard est différent, si elles sont dans ces nouvelles particules hypothétiques sont différentes, vous pouvez obtenir un préfèrent naturellement la question plutôt que l'antimatière dans l'univers.
Soient x et y si la désintégration des particules est représenté sur la figure quark et les sous-combinaisons de lumière, les particules homologues inverses se désintégrer à leur composition anti-particule respective. Cependant, si la symétrie violation de CP, puis (en pourcentage ou les particules dans une décroissance de manière différente) chemin de décroissance X et Y, les particules peuvent être associés à des particules anti-X et anti-Y de différente, résultant en un produit net de génération de poids la contre-poids de l'enfant, et leptons en trans leptons sur un produit net. Image: E SIEGEL / AU-DELÀ DE LA GALAXIE.
Supposons qu'il y ait deux particules de chemins X: deux sur la désintégration ou vers le bas quark Quark et un positron. X doit être un anti-voies correspondantes: deux quark inverse ou un quark down et un électron. Dans les deux cas, X a B - L (+2/3), et X a des propriétés anti -2/3. De même pour les particules Y / Y trans circonstances. Mais voici comment créer une plus de matière que d'antimatière dans l'univers: X est plus susceptible de se désintégrer en deux quarks, mais plus probablement les désintégrations anti-X en deux quarks, mais plus probablement les désintégrations anti-X en un électron et un quark vers le bas, et au lieu de X désintègre en un quark vers le bas et positrons. S'il suffit X / X et anti-Y / Y - trans, ils se désintègre de cette manière, le poids sera sur le promoteur du compteur (ainsi que des anti-leptons / leptons) pour donner un sous excès de poids.
Si la désintégration des particules selon le mécanisme décrit ci-dessus, l'excès sera laissé sur Quark (anti Les leptons et / de leptons) du compteur. Lorsque l'excès de particules - annihilation antiparticle après (adaptation de ligne brisée), sera le quark résiduel, qui forment des protons et des neutrons, et un quark inférieur combinaison Quark, tandis que les électrons correspondent au nombre de protons. Image: E SIEGEL / AU-DELÀ DE LA GALAXIE.
On sait seulement que l'un des trois plans possibles, ce qui pourrait conduire à une richesse d'aujourd'hui matériel que nous vivons dans l'univers, les deux autres cas concernent, respectivement, à une nouvelle échelle de la physique du neutrino physique ou nouvelle électrofaible. Cependant, dans tous les cas, qui sont la nature non-équilibre de l'univers primitif, il a créé tout permis sous l'étoffe de haute énergie, puis refroidi à un état instable, ce qui rend les substances produites plus de l'antimatière.
Commencer à partir d'un univers complètement symétrique, dans un état très chaud, refroidi et expansé pour obtenir finalement un univers de substance contrôlée. Antimatière univers ne nécessite pas innée (ou l'antimatière univers que matériel positif) Big Bang peut spontanément à partir de zéro. La recherche humaine plus tôt « fabrication » Antimatière: les scientifiques du CERN en 1995 dans le laboratoire pour créer le premier antimatière du monde - atomes anti-hydrogène. En 1996, les Etats-Unis Fermilab a réussi à produire sept atomes d'antihydrogène.
Brocade Park - Sciences Popular Science | Wen: Ethan Siegel / Forbes Science / S.W.A.B
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