| Abstract from DBPedia | In physical cosmology, baryogenesis (also known as baryosynthesis) is the physical process that is hypothesized to have taken place during the early universe to produce baryonic asymmetry, i.e. the imbalance of matter (baryons) and antimatter (antibaryons) in the observed universe. One of the outstanding problems in modern physics is the predominance of matter over antimatter in the universe. The universe, as a whole, seems to have a nonzero positive baryon number density. Since it is assumed in cosmology that the particles we see were created using the same physics we measure today, it would normally be expected that the overall baryon number should be zero, as matter and antimatter should have been created in equal amounts. A number of theoretical mechanisms are proposed to account for this discrepancy, namely identifying conditions that favour symmetry breaking and the creation of normal matter (as opposed to antimatter). This imbalance has to be exceptionally small, on the order of 1 in every 1630000000 (≈2×109) particles a small fraction of a second after the Big Bang. After most of the matter and antimatter was annihilated, what remained was all the baryonic matter in the current universe, along with a much greater number of bosons. Experiments reported in 2010 at Fermilab, however, seem to show that this imbalance is much greater than previously assumed. These experiments involved a series of particle collisions and found that the amount of generated matter was approximately 1% larger than the amount of generated antimatter. The reason for this discrepancy is not yet known. Most grand unified theories explicitly break the baryon number symmetry, which would account for this discrepancy, typically invoking reactions mediated by very massive X bosons (X) or massive Higgs bosons (H0). The rate at which these events occur is governed largely by the mass of the intermediate X or H0 particles, so by assuming these reactions are responsible for the majority of the baryon number seen today, a maximum mass can be calculated above which the rate would be too slow to explain the presence of matter today. These estimates predict that a large volume of material will occasionally exhibit a spontaneous proton decay, which has not been observed. Therefore, the imbalance between matter and antimatter remains a mystery. Baryogenesis theories are based on different descriptions of the interaction between fundamental particles. Two main theories are electroweak baryogenesis (standard model), which would occur during the electroweak epoch, and the GUT baryogenesis, which would occur during or shortly after the grand unification epoch. Quantum field theory and statistical physics are used to describe such possible mechanisms. Baryogenesis is followed by primordial nucleosynthesis, when atomic nuclei began to form. Unsolved problem in physics: Why does the observable universe have more matter than antimatter? (more unsolved problems in physics)現代宇宙論において、バリオン数生成（英語：baryogenesis）は、初期宇宙で起こったと考えられている物理過程であり、、すなわち観測される宇宙における物質（バリオン）と反物質（反バリオン）の不均衡を生み出したと考えられている。 現代物理学における未解決の問題の1つは、宇宙において反物質よりも物質の方が優勢であることである。宇宙は全体として非ゼロで正のバリオン数密度を持つ、つまり物質が存在するように見える。宇宙論においてはわれわれが見ている粒子は現在われわれが測定している物理学と同じ物理学で作られたと仮定されているため、通常、物質と反物質は同じ量作られており全体のバリオン数はゼロであると予想される。このため、特定の条件下では（反物質ではなく）通常の物質が生成されやすい対称性の破れのメカニズムがいくつか提案されている。この不均衡は非常に小さく、ビッグバン後のほんの数秒後の粒子10000000000 (1010)個につき1つであったであろうが、物質と反物質の大部分が消滅した後に残ったのは現在の宇宙に存在するすべてのバリオン物質とそれよりもはるかに多くのボース粒子であった。2010年にフェルミ研究所で報告された実験では、この不均衡は以前の想定よりもはるかに大きいことが明らかになったようである。一連の粒子衝突実験において、生成された物質の量は生成された反物質の量よりもおよそ1%多かった。この不均衡の理由はまだ分かっていない。 ほとんどの大統一理論では、通常は非常に大きいXボソン(X)または大きいヒッグス粒子(H0)により媒介される反応を起こし、バリオン数の対称性を明示的に破る。これらの事象が生じる速度は、中間のXまたはH0粒子の質量により主に支配されるため、これらの反応が現在見られるバリオン数の大部分の原因であると仮定することにより、現在の物質の存在を説明するには速度が遅すぎる最大質量を計算することができる。これらの推定値は大量の物質はときどきこれまで観測されていない陽子の自発的崩壊が起こることを予測している。したがって、物質と反物質の間の不均衡は謎のままである。 バリオン数生成理論は、基本粒子間の相互作用の異なる説明に基づいている。2つの主要な理論は、電弱時代に生じた電弱バリオン数生成（標準理論）と大統一時代に生じたGUTバリオン数生成である。このような可能性のあるメカニズムを説明するために場の量子論と統計物理学が用いられる。 バリオン数生成に続き原始核合成が起こり、原子核が形成され始める。 (Source: http://dbpedia.org/resource/Baryogenesis) |
