Baryon Asimetrisi (baryon asymmetry)

Baryon asimetrisi (madde asimetrisi, madde-antimadde asimetrisi), gözlemlenebilir evrendeki baryonik madde ile antibaryonik maddelerde görülen dengesizliği ifade eder. Ne partikül fiziği Standart Model'i ne de genel görelilik teorisi bu duruma bir açıklama getirebiliyor; doğal varsayım, evrenin tüm korunan yüklerle nötral olduğudur.

Büyük Patlama eşit miktarda madde ve antimadde üretmiş olmalıydı. Durum böyle olmadığından, bazı fiziksel yasaların farklı davranmış olması veya madde ve antimadde için mevcut olmaması muhtemeldir. Baryogenesis(*) ile sonuçlanan madde ve antimadde dengesizliğini açıklamak için pek çok hipotez vardır. Bununla birlikte, fenomeni açıklamak için henüz bir konsensüs teorisi yoktur; maddenin kökeni fizikteki en büyük gizemlerden biri olmaya devam etmektedir. (*Evren genişledikçe madde ve enerjinin birbirinden ayrışması olarak tanımlanıyor)

1967'de Andrei Sakharov, baryon üreten bir etkileşimin farklı oranlarda madde ve antimadde üretmek için gerekli üç temel koşulu önerdi. Bu çalışmasında, nötral kaon sistemindeki CP ihlali ve kozmik fon radyasyonu ile ilgili son keşiflerden ilham aldı. Üç gerekli ‘Sakharov koşulu’:

·         Baryon sayısı B ihlali
·         C-simetri ve CP-simetri ihlali
·         Termal denge dışı etkileşimler


Baryon asimetri parametresi

Fizik teorilerinin önündeki zorluk, maddenin antimadde üzerindeki baskınlığını ve bu asimetrinin büyüklüğünü açıklamaktır. Önemli bir niceleyici asimetri parametresi (h),
     nB – n ͞B
h = ¾¾¾¾
          ng
nB – n ͞B : baryon ve antibaryon arasındaki toplam sayı yoğunluğu(*) farkı, ng : kozmik arka plan radyasyon fotonlarının sayı yoğunluğudur. (*Sayı yoğunluğu: bir maddenin yoğunluğu, ρ = m/V, sayı yoğunluğu, n = N/V eşitlikleriyle verilir; burada m: kütle, V: hacim, N: toplam partikül sayısıdır.)

Big Bang modeline göre, kozmik arkaplan radyasyonundan (CBR) yaklaşık 3000 kelvin sıcaklıkta ayrışan madde, ortalama 3000 K / (10.08 × 103 K / eV) = 0.3 eV kinetik enerjisine karşılık gelir. Ayrılma sonrasında toplam CBR foton sayısı sabit kalır. Bu nedenle, uzay-zaman genişlemesi nedeniyle foton yoğunluğu azalır. Santimetre küp başına denge sıcaklığı T'deki foton yoğunluğu,


kB: Boltzmann sabiti, ħ: Planck sabiti (h)/2p, c: ışığın vakumdaki hızı, ζ(3): Apéry sabitidir. Mevcut 2725 K CBR foton sıcaklığında, bu santimetre küp başına yaklaşık 411 CBR fotonun, bir ng foton yoğunluğuna karşılık gelir.

Baryon asimetriyi açıklayan üç gerekli Sakharov koşulunun şematik tanımı


https://en.wikipedia.org/wiki/Baryon_asymmetry

20 Şubat 2020


GERİ (standart model; teoriler birleşecek mi??)