CP-symmetrie: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Regel 34:
== Baryongetal en de asymmetrie van materie en antimaterie ==
Eén van de onopgeloste theoretische vraagstukken is waarom het heelal hoofdzakelijk bestaat uit materie, in plaats van gelijke hoeveelheden materie en antimaterie. In het standaardmodel zou de [[oerknal]] gelijke hoeveelheden van materie en antimaterie moeten hebben gecreëerd als er sprake is van CP-symmetrie. Dit betekent dat protonen zouden annihileren met antiprotonen, elektronen met positronen en neutronen met antineutronen etc.
Hierom heeft men gepostuleerd dat er een kracht is waarbij het baryongetal en leptongetal niet behouden blijft. Het [[baryongetal]] is gedefinieerd als
Regel 49:
:<math>n_{anti-bar} \ll n_{bar} \ll n_\gamma</math>
Het is mogelijk dat er in andere delen juist veel meer anti-baryonen dan baryonen zijn en dat het universum uit delen bestaat waar het één dan wel het ander overheerst, waarbij het universum als geheel wel een symmetrie vertoont tussen materie en antimaterie. Echter dit wordt over het algemeen beschouwd als onwaarschijnlijk, vooral omdat er geen mechanisme is gevonden
Observatie heeft een waarde voor r<sub>bar</sub> geleverd. r<sub>bar</sub> Is ongeveer gelijk aan 10<sup>10</sup>, namelijk 2,6 < r<sub>bar</sub> 10<sup>10</sup> < 6,2. Dit betekent dat voor elke tien miljard jaar voor paren van deeltje en antideeltje er één extra deeltje was zonder antideeltje om te annihileren tot de achtergrondstraling. Dit is een zeer klein getal.
De vraag is dus onder welke omstandigheden het baryongetal gelijk kan zijn aan nul in het begin, de Planck-tijd, en kan ontwikkelen tot een waarde ongelijk aan nul. De Russische theoretische fysicus [[Andrei Sacharov]] schreef in een
# Aangezien het baryongetal in het begin anders is dan aan het eind, moet er een baryongetal
# CP-symmetrie moet geschonden worden. Als dit niet het geval is, zou er voor elke transformatie waarbij het baryongetal verandert een CP
# Tenzij men wil aannemen dat de CPT-symmetrie ook geschonden wordt, moeten de transformaties waarbij CP-symmetrie wordt geschonden plaatsvinden buiten een thermisch evenwicht. In een thermisch evenwicht wordt de tijd irrelevant en reduceert CPT-symmetrie naar CP-symmetrie. Het schenden van CP-symmetrie zou dus betekenen dat CPT-symmetrie geschonden wordt.
Aan al deze drie condities moet tegelijkertijd worden voldaan.
Er is op dit moment geen experimenteel bewijs van deeltjesinteracties waarbij het baryongetal wordt geschonden. Alle waargenomen reacties hebben hetzelfde baryongetal voor en na de reacties. Het is al bekend dat er sprake is van CP-schending in verschillende gebieden, dus aan voorwaarde twee kan worden voldaan. De laatste voorwaarde stelt dat de snelheid van de reactie die een baryon asymmetrie veroorzaakt lager is dan de snelheid van de expansie van het universum. In deze situatie bereiken deeltjes en hun antideeltjes geen thermisch evenwicht door de snelle expansie van het universum, waardoor annihilatie van paren minder vaak voorkomt.
| |||