Físicos estadounidenses y canadienses han propuesto un nuevo mecanismo para generar la asimetría bariónica (hay más materia que antimateria) y la densidad de materia oscura observada en el Universo. Este nuevo mecanismo, denominado hylogénesis, ha sido expuesto en un artículo publicado en Physical Review Letters.
En la Física Teórica actual, dos de los problemas más importantes en la actualidad son el de la asimetría bariónica (¿por qué hay más materia que antimateria?, o más correctamente, ¿por qué hay más bariones visibles que antibariones?); y el de la naturaleza de la materia oscura. El nuevo mecanismo de la hylogénesis (de hyle, ??? en griego antiguo, “materia primordial“, y genesis, del griego ???????, “nacimiento, creación, origen“) enlaza la formación de átomos ordinarios y de materia oscura, y ayuda a resolver el misterio de la asimetría bariónica, dado que restaura el equilibrio entre bariones visibles y oscuros en el Universo.
Según este nuevo mecanismo, publicado por Hooman Davoudiasl, del Brookhaven National Laboratory en Upton, New York, David Morrissey y Sean Tulin, del TRIUMF en Vancouver, British Columbia, y Kris Sigurdson, de la Universidad de British Columbia, también en Vancouver, en el Universo primigenio se habrían formado, en los primeros momentos tras la inflación, pares partícula-antipartícula (X y X, de carga eléctrica igual y opuesta). X y X serían capaces de interaccionar con los quarks del sector visible del Universo (los quarks son los componentes elementales de la materia bariónica, es decir, de protones y neutrones); y también podrían interaccionar con partículas de un sector “oculto” (oculto en el sentido de que estas partículas solamente interaccionarían con las partículas del sector visible muy débilmente. Posteriormente, X y X habrían decaído parcialmente en bariones visibles, parcialmente en bariones ocultos. X decaería con mayor probabilidad en bariones visibles, en la misma proporción que X lo haría con mayor probabilidad en bariones ocultos, aunque ambos poseerían los dos tipos de desintegración. En este escenario, los quarks que componen los bariones visibles serían los componentes de la materia ordinaria tal y como la vemos, y los bariones ocultos formarían lo que denominamos materia oscura. De esta manera, con este patrón de desintegración al estilo yin-yang, el número bariónico, positivo, de la materia estaría contrarrestado en el Universo con el número antibariónico, negativo, de la materia oscura.
Según Tulin, el hecho de que las densidades de energía de la materia visible y oscura sean realmente semejantes, difiriendo sólo en un factor 5, puede ser una pista de que ambos tipos de materia tienen un origen común, y este sería un punto fuerte del mecansismo propuesto.
Además, según los investigadores, este mecanismo podría sugerir nuevas maneras de buscar materia oscura en el Universo, dado que produciría una signatura fácilmente reconocible experimentalmente. Según ellos, aunque raro, el suceso de la aniquilación de una partícula de materia oscura con otra de materia ordinaria podría observarse en los experimentos en la Tierra que buscan detectar la desintegración espontánea del protón (con un límite inferior a su vida media actualmente estimado en 1035 años), o incluso en observaciones astrofísicas o aceleradores de partículas.
Ver:
- Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter, Hooman Davoudiasl, et al., Physical Review Letters 105, 211304 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.211304
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