چرا وجود داریم؟ نظریهٔ تازه دانشمندان دربارهٔ راز حیات

دانشمندان می‌گویند ممکن است دلیل این را که ما اینجا هستیم، یافته باشند.

ذره‌ای باستانی که [تاکنون] به آن بی‌توجهی شده، ممکن است سرنخی از این باشد که چرا اصلاً کیهان وجود دارد.

سال‌ها است که پرسشی اساسی ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است: اینکه ماده چگونه توانست پس از مهبانگ، بر پادماده غلبه کند. نظریه‌های کنونی حاکی از آن‌اند که آنها اصولاً باید پس از انفجاری عظیم، یکدیگر را نابود می‌کردند و کیهانی متشکل از انرژی خالص به جا می‌گذاشتند.

با توجه به اینکه ما اینجاییم، آشکار است که چنین اتفاقی رخ نداده است، اما فیزیک‌دان‌ها هرگز نتوانسته‌اند دقیقاً توضیح دهند که چرا.

اکنون پژوهشگران می‌گویند ممکن است سرنخ در یک نوترینو، یکی از سبک‌ترین ذرات کیهان، پنهان بوده باشد. یکی از خویشاوندان نادیده‌گرفته‌شدهٔ این ذرات، موسوم به نوترینو سنگین «واجفتیده»، می‌تواند در زمانی که کیهان در حال پدید آمدن بود، به بقای ماده کمک کرده باشد.

ریشاو روشن، از دانشگاه ساوث‌همپتون و یکی از نویسندگان مقاله جدید، گفت: «این نوترینو سنگین واجفتیده مدت‌ها است که در فیزیک ذرات به‌عنوان جزئیاتی نامرتبط و حاشیه‌ای کنار گذاشته شده است.»

«با این حال، این ذره به‌شکلی باورنکردنی، آهسته واپاشی می‌کند. در حالی که کیهان پس از مهبانگ سرد می‌شد، این ذره آن‌قدر دوام آورد که موقتاً بر چگالی انرژی کیهان مسلط شد و دوره‌ای از سلطه ماده را آغاز کرد.»

پژوهشگران گفتند که محققان پیش‌تر این ذره را نادیده گرفته بودند، زیرا تصور می‌کردند ضعیف‌تر از آن است که بر ذرات دیگر اثر بگذارد، اما مقاله جدید حاکی از آن است که این ذره در واقع قدرتمندتر از آن بود که آن‌ها تصور می‌کردند و ممکن است به ما کمک کند بفهمیم چرا ماده‌ای که ما و هر چیز دیگری را تشکیل می‌دهد، توانست باقی بماند.

دکتر روشن گفت: «این واقعیت که ما اصلاً اینجاییم، ثابت می‌کند که یک فقدان تقارن میان ماده و پادماده رخ داده است.»

«نوترینو واجفتیده دمایی را در کیهان آغازین تغییر داد که در آن، ذرات بنیادی، مانند الکترون‌ها و دیگر لپتون‌ها، به کمک بوزون هیگز مدل استاندارد با پادذرات خود برهم‌کنش داشتند. این دما مانند کلیدی عمل می‌کند که به چگونگی شکل‌گیری فقدان توازن میان ماده و پادماده شکل می‌دهد.»

این یافته‌ها نه‌تنها می‌توانند به توضیح اینکه چگونه توانستیم وجود داشته باشیم کمک کنند، بلکه می‌توانند به توضیح آنچه از آن زمان تاکنون در کیهان رخ داده است، نیز کمک کنند. برای مثال، این پژوهش می‌تواند به ما کمک کند معمای ماده تاریک را بهتر درک کنیم؛ ماده‌ای که بیشتر جرم کیهان را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون کاملاً مشاهده‌ناپذیر بوده است.

پژوهشگران این مسئله را مطرح می‌کنند که پژوهش جدید می‌تواند به تحقیقات نظری بیشتر دربارهٔ چگونگی سازگاری این نظریه با درک کنونی ما از تولد کیهان بینجامد، اما این پژوهش همچنین راه‌هایی برای آزمودن عملی آن پیشنهاد می‌کند، از جمله بررسی امواج گرانشی که از کیهان آغازین به ما می‌رسند و دیدن اینکه آیا ردپایی از آن فرایند را با خود دارند یا نه.

این پژوهش در مقاله‌ای جدید با عنوان «تاخیر در به‌ تعادل‌ رسیدن برهم‌کنش‌های یوکاوای لپتون‌های باردار در مدل الاکلنگی مینیمال» که در مجلهٔ «فیزیکال ریویو لترز» (Physical Review Letters) منتشر شد، گزارش شده است.

[توضیح: مدل الاکلنگی مینیمال (Minimal Seesaw Model) یک اصطلاح تخصصی در فیزیک کوآنتوم و کیهان‌شناسی است که به یک مدل خاص برای توضیح جرم بسیار کوچک نوترینوها اشاره دارد. در فیزیک ذرات، مدل الاکلنگی توضیح می‌دهد که چرا نوترینوها برخلاف سایر ذرات بنیادی، جرمی نزدیک به صفر دارند. در این مدل، وجود یک ذره بسیار سنگین باعث می‌شود که ذرهٔ دیگر (نوترینو) بسیار سبک شود. دقیقاً مانند دو نفر روی الاکلنگ که وقتی یکی بالا می‌رود، دیگری به پایین می‌آید. در حالت مینیمال، دانشمندان تلاش می‌کنند این پدیده را با کمترین تعداد ذرات فرضی جدید (معمولاً فقط دو نوترینو راست‌گرد سنگین به جای سه تا) توضیح دهند تا مدل ریاضی آن ساده‌تر شود]