Cтраница 2
Если будет доказано существование энтропийных возмущений cjW 10BAf0, то ограничения на б при меньших массах и отсутствие областей с антивеществом окажутся особенно существенными. При случайном заполнении Вселенной веществом и антивеществом на ранней стадии ( в равновесии) барионы и антибарионы сосуществуют при Т / ИрС2, кажется неизбежным появление областей с избытком барионов. Но возможна и другая картина. Предположим, что первично везде энтропия постоянна и везде есть избыток барионов. Движение вещества ведет к локальному появлению ударных волн, к росту энтропии и появлению флуктуации энтропии. После выравнивания давления пв зависит от координат, однородность утеряна, возникли флуктуации. Но эти флуктуации таковы, что везде ПвЬ, аннигиляции ( при 7V mpc2) не происходит. [16]
Одновременно предполагается существование соответствующих антикварков. Квантовые числа кварков представлены в табл. 36.1. Мезоны можно составить из кварка и антикварка, барионы - из трех кварков, антибарионы - из трех антикварков. [17]
Действительно, если в результате Большого взрыва родилось равное количество барионов и антибарионов1 и законы, которым они подчиняются, СР-инвариантны, то можно было ожидать, что Вселенная содержит равное количество вещества и антивещества. То обстоятельство, что в доступной для нашего исследования части Вселенной барионной симметрии нет, объяснялось огромной флуктуацией: в нашей части Вселенной оказался избыток барионов, и после того, как все антибарионы аннигилировали, остались только избыточные барионы. Соответственно в других областях Вселенной мог образоваться избыток антибарионов, которые и должны, после аннигиляции барионов, образовать антимиры. [18]
На рис. 7.41 приведена только половина известных барионов. Имеется еще точно такое количество антибарионов - частиц с такими же массами и спинами, но с противоположными зарядами всех видов. Антибарионы получаются при столкновениях нуклон - нуклон достаточно высоких энергий. К настоящему времени получены антипротон, антинейтрон и несколько антигиперонов. Однако существование всех остальных антибарионов не вызывает сомнений. Времена жизни барионов и соответствующих антибарионов совпадают. Поэтому, в частности, антипротон сам по себе стабилен. Однако, сталкиваясь с атомом какого-либо вещества, антипротон притягивается ядром ( его электрический заряд отрицательный. [19]
На рис. 7.41 приведена только половина известных барионов. Имеется еще точно такое количество антибарионов - частиц с такими же массами и спинами, но с противоположными зарядами всех видов. Антибарионы получаются при столкновениях нуклон - нуклон достаточно высоких энергий. К настоящему времени получены антипротон, антинейтрон и несколько антигиперонов. Однако существование всех остальных антибарионов не вызывает сомнений. Времена жизни барионов и соответствующих антибарионов совпадают. Поэтому, в частности, антипротон сам по себе стабилен. Однако, сталкиваясь с атомом какого-либо вещества, антипротон притягивается ядром ( его электрический заряд отрицательный. [20]
Последовательность событий после начала расширения выглядит следующим образом. Это был действительно ядерный мир, в котором все элементарные частицы существовали и находились в термодинамическом равновесии друг с другом. По мере расширения Вселенной вследствие процессов аннигиляции антибарионы исчезали, и к моменту времени t 1 с остались только протоны и нейтроны. С этого момента начинается этап ядерных реакций в узком смысле этого слова, Из-за малого времени, предоставленного ядерным реакциям темпом расширения Вселенной, успевают образоваться ядра изотопа гелия 2He4 и в небольшом количестве ( но, возможно, достаточном для объяснения их распространенностей. [21]
Поскольку мы имеем мало экспериментальных данных о структуре лептонов, в настоящее время исследования ведутся главным образом по теории слияния сильно взаимодействующих частиц. Затем Саката ввел предположение, что между любыми из фундаментальных барионов ( р, п, Л) и любым фундаментальным антибарионом ( р, п, Л) на малых расстояниях ( - 10 - 14 см) существует притяжение, в то время как между двумя фундаментальными барионами ( или анти-барионами) должно действовать отталкивание. Притягиваясь друг к другу, барионы и антибарионы образуют пи-мезоны либо ка-мезоны. [22]
Последовательность событий после начала расширения выглядит следующим образом. Это был действительно ядерный мир, в котором все элементарные частицы существовали и находились в термодинамическом равновесии друг с другом. По мере расширения Вселенной вследствие процессов аннигиляции антибарионы исчезали, и к моменту времени t 1 с остались только протоны и нейтроны. С этого момента начинается этап ядерных реакций в узком смысле этого слова. Из-за малого времени, предоставленного ядерным реакциям темпом расширения Вселенной, успевают образоваться ядра изотопа гелия 2Не и в небольшом количестве ( но, возможно, достаточном для объяснения их распространенностей. [23]
В первой половине 50 - х годов строились почти одновременно два крупнейших в то время протонных ускорителя, энергии которых позволили бы произвести поиск антипротонов. Это были Бэватрон на 6 3 ГэВ в Беркли и синхрофазотрон на 10 ГэВ в Дубне. Бэватрон был построен раньше ( в 1954 г.), и антипротоны ( а затем антинейтроны и некоторые другие антибарионы) открыли в его пучках. [24]
Нужно подчеркнуть, что априори с точки зрения теории элементарных частиц такое предположение возможно, но вовсе не обязательно. Специально предпринимались поиски эффектов аннигиляции частиц и античастиц в пространстве между галактиками, состоящими из вещества, и галактиками, состоящими из антивещества. Эти поиски дали отрицательный результат, и поэтому более вероятным в настоящее время представляется предположение о зарядово-несимметричной Вселенной, в которой антибарионы имеются лишь в ничтожном количестве в составе космических лучей. [25]