Een vergeten deeltje uit het vroege universum zou de oorsprong van materie kunnen verklaren

Onderzoekers van Southampton en Kanpur stellen dat een zwaar ontkoppeld neutrino het evenwicht na de oerknal heeft verstoord

Een deeltje dat lange tijd vrijwel onopgemerkt bleef bij natuurkundigen, zou een sleutelrol kunnen spelen in het begrijpen waarom het universum vol materie zit in plaats van leegte. Een nieuwe studie van de Universiteit van Southampton en het Indiaas Instituut voor Technologie Kanpur stelt dat een hypothetisch type neutrino met grotere massa de eerste momenten na de oerknal beïnvloedde en materie hielp overleven na de annihilatie met zijn tegenhanger.

De uitdaging van de materie-antimaterie-asymmetrie

Standaardmodellen geven aan dat in de vroege kosmos vrijwel gelijke hoeveelheden materie en antimaterie ontstonden. Bij contact vernietigen beide elkaar en komt energie vrij. Als de verhouding exact gelijk was geweest, zou er vrijwel niets over zijn gebleven om sterren, planeten of leven te vormen. De centrale vraag blijft waarom materie de overhand kreeg.

Het team richtte zich op een weinig bestudeerde verwant van het gewone neutrino. Dit zware ontkoppelde neutrino, tot nu toe als te zwak verbonden met andere deeltjes beschouwd, zou een halfwaardetijd hebben gehad die lang genoeg was om tijdelijk de energiedichtheid van het universum te domineren terwijl het afkoelde.

Hoe het zware neutrino de kosmische evolutie veranderde

Volgens de gepresenteerde berekeningen zou die korte periode van overheersing de omstandigheden in het vroege universum hebben gewijzigd en een onevenwicht hebben gecreëerd dat materie boven antimaterie bevoordeelde. Het voorgestelde mechanisme lost het raadsel niet definitief op, maar opent een nieuwe theoretische weg om te onderzoeken hoe de voorwaarden ontstonden die de vorming van het bekende kosmos mogelijk maakten.

Een hypothese die experimentele verificatie vereist

De auteurs benadrukken dat hun voorstel puur theoretisch is en moet worden getoetst aan toekomstige waarnemingen en experimenten in de deeltjesfysica. De waarde van het werk ligt in het verbreden van de onderzoeksmogelijkheden rond de materie-antimaterie-asymmetrie en in het redden van een deeltje dat ondanks zijn eerdere schijnbare irrelevantie een beslissende rol zou kunnen hebben gespeeld in de oorsprong van het universum.

Tags bij dit artikel