Wenn alle Strukturen in unserem sichtbaren Universum aus Quantenfluktuationen entstanden sind, warum gibt es dann nicht so viel Antimaterie wie Materie?

Laut Inflation sind alle Strukturen, die wir sehen, wie Galaxien usw., aus Quantenfluktuationen entstanden, die während der Inflation expandiert wurden. Aber da Quantenfluktuationen immer Teilchen-Antiteilchen-Paare erzeugen, bedeutet das nicht, dass zumindest die überwiegende Mehrheit der gebildeten Materie ihre entsprechende Anti-Materie in unserem sichtbaren Universum hätte? Wenn dies der Fall wäre, würden wir nicht ständig viele kosmische Explosionen von kollidierenden Massen von Materie und Antimaterie sehen? Kann mir bitte jemand sagen, wo mein Verständnis dieser Konzepte schwankt?

Mögliche Duplikate: physical.stackexchange.com/q/24042/2451 und Links darin.
Eine Alternative zu den hervorragenden Antworten unten finden Sie in meiner Antwort auf diese Frage: physical.stackexchange.com/q/187061

Antworten (2)

Die Materie-Antimaterie-Asymmetrie erfordert die Erfüllung der drei Sacharow-Bedingungen . Ich werde die Erklärung dieses Links zusammenfassen. Leider ist Ihre Frage nicht vollständig gelöst.

Die erste Bedingung ist, dass einige Wechselwirkungen die Baryonenzahl nicht erhalten (dh Baryonen minus Antibaryonen, Baryonen sind Drei-Quark-Hadronen wie Protonen und Neutronen). Wie viel Asymmetrie vorhanden ist, ist eine offene Frage, da sie von unbestätigten Bedingungen wie Supersymmetrie und Grand Unification abhängt.

Die zweite Bedingung, CP-Verletzung, wird seit 1964 beobachtet. Es ist jedoch immer noch nicht bekannt, wie es genug davon gibt, um die beobachtete Asymmetrie zu erklären. Wie bei der vorherigen Bedingung erklärt das Standardmodell nicht den gesamten Effekt, aber hoffentlich bald neue Physik.

Die dritte Bedingung sind thermische Bedingungen außerhalb des thermischen Gleichgewichts. Dafür würde eine frühzeitige Inflation sorgen.

Wurde also in künstlichen Experimenten eine Verletzung der Baryonenzahl beobachtet?
@alex Noch nicht (das Hauptbeispiel, das wir gesucht haben, ist der Protonenzerfall, und wenn es passiert, ist es eindeutig seltener als einige GUT-Modelle vorhergesagt haben), und leider haben beide keine supersymmetrischen Teilchen.
Inflation erfordert also effektiv Supersymmetrie, um die Struktur in unserem Universum zu erklären?
@alex Supersymmetrie ist eine Möglichkeit, die Sacharow-Bedingungen zu erfüllen, aber die Inflation allein verursacht die Dichteverteilung der Struktur des Universums, wenn auch nicht die Tatsache, dass Antimaterie seltener als Materie ist.
Meine Wahrscheinlichkeitstabellen in alten Physiklehrbüchern zeigen die Asymmetrie beim Zerfall neutraler Kaonen. Sie sagen mir, dass es nicht genug ist, aber wenn Sie etwas haben, ist es nicht schwer zu glauben, dass es mehr in dem Hochenergie-Regime gibt.

Ergänzend zur JG-Antwort sollte beachtet werden, dass eine Verletzung der Baryon-Zahl innerhalb des Standardmodells möglich ist. Dies wurde von t'Hooft in den 70er Jahren gezeigt und beinhaltet nicht störende Effekte. Dies ist notwendigerweise der Fall, da der elektroschwache Lagrangian eine globale B-Symmetrie hat und dies daher zu jedem Feynman-Diagramm beiträgt. Dies verhindert jedoch nicht die Dynamik des Modells, B zu brechen. Tatsächlich brechen t'Hooft-Prozesse B + L, aber nicht BL, wobei L die Leptonenzahl ist. Die Frage ist dann quantitativ: Bekommen wir genug von der B-Verletzung? Wie JG erklärte, muss dies außerhalb des thermischen Gleichgewichts geschehen, daher gibt es die zusätzliche Schwierigkeit, die Dynamik korrekt zu berechnen. Noch sehr offene Frage.

Wenn alle Strukturen in unserem sichtbaren Universum aus Quantenfluktuationen entstanden sind, warum gibt es dann nicht so viel Antimaterie wie Materie?
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