Uno de los misterios persistentes del universo es por qu\u00e9 existe algo.<\/p>\n\n\n\n
Eso es porque, en el universo actual, la materia y su contraparte de antimateria deber\u00edan formarse en cantidades iguales, y luego estos dos tipos de materia con carga opuesta se aniquilar\u00edan entre s\u00ed al contacto. De modo que toda la materia del universo deber\u00eda haber desaparecido tan pronto como se form\u00f3, anul\u00e1ndose al entrar en contacto con su contraparte de antimateria.<\/p>\n\n\n\n
Pero eso no sucedi\u00f3. Ahora, una nueva investigaci\u00f3n plantea la hip\u00f3tesis de que al principio del universo, hubo un “golpe” misteriosa que produjo m\u00e1s materia que antimateria, lo que llev\u00f3 al desequilibrio actual. Y ese desequilibrio tambi\u00e9n puede haber llevado a la creaci\u00f3n de materia oscura, la misteriosa sustancia que tira de todo lo dem\u00e1s pero que no interact\u00faa con la luz.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfCoincidencia o conspiraci\u00f3n? Y aunque la materia oscura es ciertamente un peso pesado en nuestro universo, curiosamente, no es un factor tan dominante. Por lo general, en f\u00edsica, cuando un proceso domina una interacci\u00f3n, realmente toma el control. A menos que entren en juego otras f\u00edsicas, rara vez dos fuerzas en competencia salen en equilibrio. Por ejemplo, cuando las fuerzas de la gravedad y el electromagnetismo compiten dentro de una estrella gigante, eventualmente la gravedad siempre gana y la estrella colapsa. Entonces, el hecho de que la materia oscura sea el 80% de la masa del universo, y no el 99,99999%, y la materia regular sea el 20% en lugar de cero, parece extra\u00f1o a los f\u00edsicos. Una divisi\u00f3n 80\/20 no parece incluso cuando se trata de, digamos, compartir las ganancias de la loter\u00eda, pero para un astr\u00f3nomo, las dos cantidades son pr\u00e1cticamente lo mismo.<\/p>\n\n\n\n Para agravar el problema es que, hasta donde sabemos, la generaci\u00f3n de materia regular y materia oscura no tuvo absolutamente nada que ver entre s\u00ed. No tenemos ni idea de c\u00f3mo se origin\u00f3 la materia oscura en el universo temprano, pero sea lo que sea, actualmente est\u00e1 fuera de los l\u00edmites de la f\u00edsica conocida.<\/p>\n\n\n\n \u00bfY materia regular? Eso es otro hervidor de part\u00edculas. En el universo extremadamente temprano (cuando ten\u00eda un segundo de edad), los f\u00edsicos sospechan que la materia regular estaba en perfecto equilibrio con la antimateria (que es lo mismo que la materia normal pero con una carga el\u00e9ctrica opuesta). Sospechamos que esto incluso se dividi\u00f3 porque vemos que este tipo de simetr\u00eda se desarrolla hoy en nuestros colisionadores de part\u00edculas, que pueden replicar las condiciones extremas del universo temprano: si tiene una reacci\u00f3n de alta energ\u00eda que genera materia regular, tiene la misma probabilidad de generando antimateria en su lugar.<\/p>\n\n\n\n Pero en alg\u00fan momento (no estamos exactamente seguros de cu\u00e1ndo, pero lo m\u00e1s probable es que sucedi\u00f3 cuando el universo ten\u00eda menos de un minuto), el equilibrio entre la materia y la antimateria cambi\u00f3, y la materia regular inund\u00f3 el universo, relegando la antimateria a la oscuridad.<\/p>\n\n\n\n Entonces, por un lado, tenemos un evento masivo de ruptura de simetr\u00eda que llev\u00f3 a que la materia regular ganara a la antimateria. Por otro lado, tenemos un evento completamente misterioso que llev\u00f3 a que la materia oscura se convirtiera en la forma dominante, pero no superdominante, de la materia en el universo. Quiz\u00e1s estos dos procesos est\u00e1n conectados, y el nacimiento de la materia oscura se relacion\u00f3 con la victoria. de materia sobre antimateria, propone el nuevo estudio.<\/p>\n\n\n\n Miner\u00eda para goldstone Esta simetr\u00eda reina en todos nuestros experimentos en el universo actual, pero debe haber sido violada en el cosmos temprano; as\u00ed es como terminamos con m\u00e1s materia que antimateria.<\/p>\n\n\n\n Y en f\u00edsica, cada vez que se rompe una simetr\u00eda de la naturaleza, aparece un nuevo tipo de part\u00edcula, conocida como “bos\u00f3n Goldstone”, para forzar la ruptura de la simetr\u00eda (en el universo moderno, por ejemplo, el pi\u00f3n es una especie de bos\u00f3n Goldstone que aparece cuando se rompe una simetr\u00eda de la fuerza nuclear fuerte).<\/p>\n\n\n\n Tal vez la materia oscura sea una especie de bos\u00f3n de Goldstone, asociado con la ruptura de la simetr\u00eda del n\u00famero bari\u00f3nico en el cosmos temprano, propone el estudio.<\/p>\n\n\n\n Pateando la lata<\/strong><\/p>\n\n\n\n Los investigadores detr\u00e1s de la idea lo llaman “la patada”. La simetr\u00eda del n\u00famero bari\u00f3nico nunca se rompe en nuestros experimentos, pero algo emocionante debe haber sucedido en el universo temprano. Fue un evento violento pero breve, que apag\u00f3 casi toda la antimateria. Y cualquiera que sea la combinaci\u00f3n ex\u00f3tica de condiciones que sucedi\u00f3, la simetr\u00eda del n\u00famero bari\u00f3nico se rompi\u00f3, lo que permiti\u00f3 que apareciera un nuevo bos\u00f3n de Goldstone.<\/p>\n\n\n\n Entonces, seg\u00fan el pensamiento, durante ese evento singular, el universo se inund\u00f3 con part\u00edculas de materia oscura. Pero luego, las condiciones que llevaron a la ruptura de la simetr\u00eda terminaron y el universo volvi\u00f3 a la normalidad. Para entonces, sin embargo, ya era demasiado tarde; la materia oscura, y todo el resto de la materia, permaneci\u00f3.<\/p>\n\n\n\n Entonces, despu\u00e9s de ese primer minuto \u00e9pico de la historia del universo, una vez que la simetr\u00eda regres\u00f3 al universo, la materia oscura fue relegada a las sombras, para nunca volver a interactuar con la materia normal.<\/p>\n\n\n\n Y la raz\u00f3n por la que hay (aproximadamente) la misma cantidad de materia oscura y materia regular es que estaban relacionados, afirma el estudio. El nuevo modelo no predice la divisi\u00f3n exacta de 80\/20 entre materia oscura y normal. Pero s\u00ed sugiere que la raz\u00f3n por la que la materia oscura y la materia normal est\u00e1n en un equilibrio aproximadamente igual es porque tuvieron sus or\u00edgenes en el mismo evento.<\/p>\n\n\n\n Es una idea muy clara e intrigante, pero todav\u00eda no explica exactamente c\u00f3mo se produjo la ruptura de la simetr\u00eda. Pero eso es para otro art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>No sabemos qu\u00e9 es la materia oscura, pero definitivamente est\u00e1 ah\u00ed fuera. Constituye aproximadamente el 80% de toda la materia del universo, superando con creces las estrellas, las galaxias, el polvo y el gas que podemos ver.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>En el estudio, publicado en l\u00ednea el 29 de diciembre de 2020, en la base de datos de preimpresi\u00f3n arXiv y a\u00fan no revisado por pares, los investigadores hacen esta afirmaci\u00f3n al confiar en algo llamado simetr\u00eda del n\u00famero bari\u00f3nico. Los bariones son todas las part\u00edculas hechas de quarks (como protones y neutrones). La simetr\u00eda simplemente establece que el n\u00famero de bariones que entran en una interacci\u00f3n debe ser igual al n\u00famero que sale de ella (se les permite cambiar de identidad, pero el n\u00famero total debe ser el mismo). La misma simetr\u00eda se aplica a las reacciones que involucran antiquarks.<\/p>\n\n\n\n