O particulă ipotetică, cunoscută sub numele de neutrino de dreapta, ar putea oferi explicația pentru una dintre cele mai mari enigme ale fizicii: de ce există materie în Univers. Conform unui studiu recent, această „particulă-fantomă” ar fi putut domina mediul cosmic imediat după Big Bang, influențând direct expansiunea și procesele care au permis materiei să prevaleze în fața antimateriei. Cercetarea a fost publicată în revista Physical Review Letters la data de 8 septembrie.
Neutrinii de dreapta sunt descriși ca fiind particule care nu sunt supuse interacțiunii nucleare slabe, spre deosebire de omologii lor de stânga care fac parte din Modelul Standard. Aceste particule nu posedă sarcină electrică și sunt mult mai grele decât neutrinii obișnuiți. Rishav Roshan, coautor al studiului și fizician teoretician la Universitatea din Southampton, explică faptul că aceste neutrini de dreapta se pot amesteca cu cele de stânga, contribuind astfel la explicarea masei acestora și a modului în care acestea trec de la o aromă la alta.
În cadrul cercetării, echipa formată din Rishav Roshan și Sudipta Show, fizician la Institutul Indian de Tehnologie din Kanpur, a analizat impactul unei astfel de particule asupra Universului timpuriu. În scenariul principal, particula ar avea o masă de aproximativ 100.000 de miliarde de ori mai mare decât cea a unui proton. Pe măsură ce Universul se răcea, energia acestei particule ar fi rămas sub formă de masă, crescând ponderea sa în energia totală a Universului până când a devenit dominantă, influențând semnificativ dinamica expansiunii.
Un aspect crucial al studiului este modul în care această particulă ar fi putut crea surplusul de materie observat astăzi. Conform modelelor cosmologice, materie și antimaterie s-ar fi anihilat reciproc dacă nu ar fi existat un dezechilibru. Dezintegrarea neutrinilor grei ar fi lăsat în urmă un surplus de leptoni, familia de particule din care fac parte și electronii. Acest proces ar fi permis formarea materiei înainte ca aromele leptonilor să poată fi diferențiate complet în Universul primordial.
Deoarece masa acestui neutrino greu este prea mare pentru a fi recreată într-un accelerator de particule, ipoteza poate fi testată doar indirect prin observarea undelor gravitaționale. Această epocă de dominație ar fi lăsat o modificare caracteristică în spectrul fondului de unde gravitaționale, precum cele generate de corzile cosmice. Fizicienii estimează că rezultatele pot fi verificate prin utilizarea unor observatoare viitoare, precum Laser Interferometer Space Antenna (LISA), cu lansarea programată în jurul anului 2035, sau prin proiectul Square Kilometre Array Observatory (SKAO).
Modelul Standard al fizicii particulelor reprezintă cadrul teoretic fundamental care descrie unitățile de bază ale materiei și forțele care le guvernează. Totuși, acest model prevede inițial că neutrinii ar trebui să fie lipsiți de masă, o predicție care intră în conflict cu observațiile actuale. Această discrepanță este una dintre motivele pentru care fizicienii explorează existența particulelor ipotetice, precum neutrinii de dreapta, pentru a completa înțelegerea noastră asupra structurii universului.