Войти
 | Нерешенная проблема в физике :. Почему в наблюдаемой Вселенной больше материи, чем антиматерии? (больше нерешенных проблем в физике) |
В физической космологии, лептогенез - это общий термин для гипотетических физических процессов, которые привели к асимметрии между лептонами и антилептонами в очень раннем стих, в результате чего лептоны сегодня преобладают над антилептонами. В принятой в настоящее время Стандартной модели, лептонное число сохраняется; Невозможно создать лептоны напрямую без соответствующих антилептонов. Следовательно, лептогенез может иметь место только в теориях физики, выходящих за рамки Стандартной модели.
Лептонная и барионная асимметрии влияют на гораздо более понятный нуклеосинтез Большого взрыва в более поздние времена, в течение которых легкие атомные начали формироваться ядра. Для успешного синтеза легких элементов требуется, чтобы количество барионов и антибарионов не соответствовало одной части на миллиард, когда Вселенной всего несколько минут. Асимметрия числа лептонов и антилептонов не является обязательной для нуклеосинтеза Большого взрыва. Однако сохранение заряда предполагает, что любая асимметрия заряженных лептонов и антилептонов (электронов, мюонов и тау-частиц ) должна быть того же порядка величины, что и барионная асимметрия. Наблюдения за изначальным содержанием гелия-4 устанавливают верхний предел любой лептонной асимметрии, находящейся в нейтринном секторе, который не является очень строгим.
Теории лептогенеза используют суб-дисциплины физика, например, квантовая теория поля и статистическая физика, для описания таких возможных механизмов. Бариогенез, генерация барионно-антибарионной асимметрии и лептогенез могут быть связаны процессами, которые конвертируют барионное число и лептонное число друг в друга. (Непертурбативная) квантовая аномалия Адлера-Белла-Джекива может привести к сфалеронам, которые могут преобразовывать лептоны в барионы и наоборот. Таким образом, Стандартная модель в принципе может предоставить механизм для создания барионов и лептонов.
Простая модификация Стандартной модели, которая вместо этого способна реализовать программу Сахарова, предложена М. Фукугита и Т. Янагида. Стандартная модель расширена путем добавления правосторонних нейтрино, что позволяет реализовать качающийся механизм и придает нейтрино массу. В то же время расширенная модель способна спонтанно генерировать лептоны из распадов правых нейтрино. Наконец, сфалероны способны преобразовывать спонтанно генерируемую лептонную асимметрию в наблюдаемую барионную асимметрию. Из-за своей популярности весь этот процесс иногда называют просто лептогенезом.
