There was a young lady named Bright, Whose speed was far faster than light. She went out one day, In a relative way, And returned the previous night!
                                                                                                     Reginald Buller

Ze speciální teorie relativity plyne, že žádná hmotná částice se nemůže pohybovat rychleji než světlo. Rychlostí světla se pohybují pouze částice s nulovou klidovou hmotností. Již v roce 1962 a v roce 1969 byly vydány články, které dokazují, že tomu tak být nemusí: Bilaniuk, Deshpande, and Sudarshan, Am. J. Phys. _30_, 718 (1962), Bilaniuk and Sudarshan, Phys. Today _22_,43 (1969).

Představme si graf, kde na ose x je moment hybnosti (p) a na ose y je energie (E). Představme si dále světelný kužel, jehož hranici tvoří dvě přímky o rovnicích E = +p, E = -p. Světelný kužel rozdělí náš 1+1-rozměrný prostoročas na dvě oblasti. Nahoře a dole jsou "časupodobné" kvadranty, nalevo a napravo jsou "prostorupodobné" kvadranty.

Základním vztahem speciální teorie relativity je

     E^2 - p^2 = m^2

(kde jsme položili pro jednoduchost c=1). Pokud je hmotnost nenulová, představuje uvedený vztah hyperbolu s větvemi v časupodobných kvadrantech. Asymptotami hyperboly jsou přímky, které tvoří hranici světelného kužele, vrchol hyperboly je v bodě (0,0). Tato hyperbola prochází bodem (p,E) = (0,m), pokud je částice v klidu. Částice o hmotnosti m se může pohybovat pouze v horní části této hyperboly (nehovoříme zde o virtuálních částicích). Částice s nulovou klidovou hmotností se pohybují po hranicích světelného kužele, neboť E^2 = p^2.

Máme tak dva případy částic. Částice s nenulovou klidovou hmotností se nazývají tardyony (nebo bradyony). Částice s nulovou klidovou hmotností se nazývají luxony. Částice, které by se pohybovaly nadsvětelnou rychlostí, se nazývají tachyony.

Vztah mezi hmotností (m) a energií (E) částice, která se pohybuje rychlostí (v), je

                         m
     E  =  -------------------------
              [1 - (v^2/c^2)]^1/2

Tachyony (pokud skutečně existují) se pohybují rychlostí v > c. Z uvedeného vztahu plyne, že energie E je imaginárním číslem. Proto E^2 - p^2 < 0, tj. lze psát p^2 - E^2 = M^2, kde M je reálné číslo. V tomto případě jde o hyperbolu s větvemi v prostorupodobné oblasti prostoročasu. Energie a moment hybnosti tachyonu musí splňovat uvedený vztah.

Nyní lze odvodit některé zajímavé vlastnosti tachyonů. Pokud tachyon urychlujeme (tj. p roste), snižuje se jeho energie (E klesá). Tachyon s nulovou energií je transcendentní, pohybuje se nekonečně rychle. Uvažujme elektricky nabitý tachyon. Protože se pohybuje rychleji než světlo ve vakuu, měl by vyzařovat Čerenkovovo záření. To by ovšem snižovalo jeho energii a tedy zvyšovalo jeho rychlost. Elektricky nabité tachyony by vyzářily veškerou svoji energii. Tato představa je jen těžko přijatelná, stejně jako jejich interakce s ostatními částicemi. Podobným problémem je podle kvantové fyziky vznik virtuálních párů tachyonů, které se od sebe velmi rychle vzdálí na vzdálenost větší než je Planckova vzdálenost, takže nemohou anihilovat. Tímto se vakuum stává zcela nestabilní. Kvantová teorie se tak dostává do velmi obtížné situace. Pro hlubší studium tachyonů lze doporučit knihu "Tachyons, Monopoles, and Related Topics", E. Recami, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1978).

Tachyony by neměly být zcela neviditelné. Lze si představit jejich účast v některých exotických jaderných reakcích. Pokud by byly elektricky nabité, byly by pozorovatelné kvůli Čerenkovovu záření, které by snižovalo jejich energii a zvyšovalo jejich rychlost. Dosud žádné takové jevy pozorovány nebyly. Neutrální tachyony by také musely reagovat s normální hmotou. Opět žádné takové jevy nebyly pozorovány.

Tachyony by mohly přenášet informaci rychleji než světlo. Nejde o porušení principů speciální teorie relativity? Je obtížné na tuto otázku odpovědět, pokud nevybudujeme kvantovou teorii tachyonů, která by měla odpovědět na otázku, zda se tachyony "reálně" pohybují rychleji než světlo ve vakuu. Tachyony podle kvantové teorie jsou vlny, které splňují vlnovou rovnici. Předpokládejme pro jednoduchost, že jejich spin je 1 a rychlost světla kalibrujme na hodnotu c = 1. Vlnová funkce "phi" takového tachyonu by měla splňovat běžnou vlnovou rovnici pro částice s nulovým spinem, tj. Kleinovu-Fockovu (v zahraniční literatuře často nazývanou jako Kleinovu-Gordonovu) rovnici (O. Klein, V.A. Fock, 1926)

     (BOX + m^2)phi = 0

kde BOX je d'Alembertův operátor, který v 3+1 rozměrech má tvar

     BOX = (d/dt)^2 - (d/dx)^2 - (d/dy)^2 - (d/dz)^2.

Podstatným rozdílem ve srovnání s ostatními částicemi je, že pro tachyony je m^2 záporné a m imaginární číslo. Pro jednoduchost dále uvažujme uvedenou rovnici pouze v 1+1 rozměrech, kde prostorovou souřadnicí je x, časovou souřadnicí je t, tj.

     BOX = (d/dt)^2 - (d/dx)^2

Uvedené zjednodušení je bez ztráty obecnosti a co bude platit pro tento případ, bude platit i pro 3+1 rozměrný prostor. Řešením Kleinovy-Fockovy rovnice je lineární kombinace řešení tvaru

     phi(t,x) = exp(-iEt + ipx)

     E^2 - p^2 = m^2

Pokud je m^2 záporné, máme dvě skupiny řešení. V případě

     |p| >= |E|

je E reálné a získáme řešení ve tvaru vln, které se šíří rychleji než světlo, neboť |p|/|E| >= 1. V případě

     |p| < |E|

je E imaginární a řešením jsou vlny s exponenciálně narůstající amplitudou v čase.

Samozřejmě, lze druhou skupinu řešení zamítnout. Ale k tomu nám chybí fyzikální důvody nebo okrajové podmínky. Můžeme druhou skupinu řešení přijmout s rozumnými počátečními hodnotami, tj. s rozumnými hodnotami funkce phi a jejích prvních derivací podle t v čase t=0. Dostáváme tak typickou vlnovou rovnici. Pokud řešení phi a jeho časová derivace je nulová vně intervalu [-L,L] při t=0, pak bude řešení phi a jeho časová derivace nulová vně každého intervalu [-L-|t|,L+|t|] pro libovolný čas t. Jinými slovy lokalizované vzruchy se nebudou šířit rychleji než je rychlost světla. Zdá se, že to odporuje naší představě o tom, že tachyony se pohybují rychleji než je rychlost světla ve vakuu.

Pokud zamítneme druhou skupinu řešení, nemůžeme řešit Kleinovu-Gordonovu rovnici pro rozumné počáteční hodnotu, ale pouze pro hodnoty, jejichž Fourierova transformace je nulová v intervalu [-|m|,|m|]. Podle Paley-Wienerovy věty ale je nemožné nalézt řešení rovnice pro počáteční podmínky, které jsou nulové vně nějakého intervalu [L,L]. Jinými slovy nemůžeme "lokalizovat" tachyon v určité omezené oblasti, protože nelze rozhodnout, zda se v této oblasti vyskytuje nebo ne. Samozřejmě v tomto případě se vzruch šíří rychleji než světlo, ale jeho vlny nelze nikdy lokalizovat.

Důležitým závěrem uvedené úvahy je tedy to, že tachyony nelze použít pro přenos informace rychlostí vyšší než je rychlost světla. Vytvoření zprávy vyžaduje určitým způsobem tachyon lokalizovat a odeslat jej příjemci. Lokalizovaný tachyon se však pohybuje pomaleji než světlo a nadsvětelný tachyon nelze lokalizovat.

Literatura:

[1] Item 25.: Tachyons updated 22-Mar-1993 by SIC, original by Scott I. Chase From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 4 of 4) Date: 25 Sep 1995 14:55:08 GMT

[2] Landau, L.D., Lifšic, J.M.: Kvantová mechanika, Alfa, Bratislava 1982 (kapitola 79: Kleinova-Fockova rovnice)

Pokud si prohlédnete seznam elementárních částic, zjistíte, že dosud jich je více než 150.

Pozorované částice se rozdělují do dvou velkých tříd, na materiální částice a na kalibrační bosony. Materiální částice lze rozdělit do tří kategorií: leptony, mezony a baryony. Leptony jsou částice se spinem 1/2 a nepodléhají silné interakci. Mezi leptony náleží elektron, mion a tauon a jim odpovídající neutrina.

Mezony a baryony podléhají silné interakci, proto se souhrnně nazývají hadrony. Mezony mají celočíselný spin (0,1,...), baryony mají poločíselný spin (1/2,3/2,...). Dlouhožijící baryony jsou proton a neutron, ostatní baryony mají krátkou dobu života. Nejdelší délku života z mezonů má pion, všechny ostatní mezony mají kratší dobu života.

                                                      materiální částice
                                                                  |
                            ----------------------------------------------------------------
                     hadrony                                                                   leptony
                            |                                                                              |
            -------------------------                                         ------------------------------------
      baryony                   mezony                              elektron             mion             tauon
            |                             |                                          |                      |                    |
            |                ---------------------                        elektron.            mion.            tauon.
            |          kaony                 piony                      neutrino          neutrino         neutrino
            |
       -------------------
 hyperony         nukleony
                              |
                     ----------------  
                 proton        neutron

Většina z více než 150 nalezených částic jsou mezony a baryony. V 60. letech 20.století vyslovili fyzikové M. Gell-Man a G. Zweig domněnku, že hadrony se skládají ještě z elementárněj- ších částic, které nazvaly kvarky.

Kvarků je celá řada. Liší se od sebe navzájem izospinem, složkou izospinu (projekce izospinu), nábojem a podivností. Aby nebylo nutné pokaždé tento soubor veličin vyjmenovávat, rozhodli se fyzikové místo nich zavést jedinou společnou veličinu, kterou nazvali "vůně" (flavour).

Podle "vůně" je v současnosti známo šest kvarků "u", "d", "s", "c", "b", "t". Označení kvarků vychází z anglických slov "up", "down", "strange" (podivný), "charmed" (půvabný), "bottom" (spodní) a "top" (svrchní). Každá "vůně" se přitom vyskytuje ve třech "barvách", což je další kvantová charakteristika, a to červené, zelené a modré.

Pravidlo pro sestavení hadronů říká, že baryon je složen ze tří kvarků, z nichž každý musí mít jinou barvu. Mezon se pak skládá z páru kvark a antikvark téže barvy (kvark má barvu, antikvark má antibarvu, proto se celkově mezon jeví jako bezbarvý).

Kvarky mají některé podivné vlastnosti. Jejich elektrický náboj představuje buď třetinu nebo dvě třetiny jednotkového náboje. Kvarky "u", "c" a "t" mají náboj +2/3, kvarky "d", "s" a "b" mají náboj -1/3. Antikvarky "u'", "c'" a "t'" mají náboj -2/3 a antikvarky "d'", "s'" a "b'" mají náboj -1/3.

Jak již bylo řečeno, mezony vznikají složením páru kvark a antikvark. Barva a antibarva se v čase spojitě mění vždy tak, aby byl mezon bezbarvý.

   -------------------------------
   |  mezon pí plus              |
   ------------------------------------------------------------
   | žlutý antikvark "d'"             žlutý kvark "u"         |
   | červený antikvark "d'"        červený kvark "u"     |
   | zelený antikvark "d'"          zelený kvark "u"       |
   ------------------------------------------------------------

Baryony jsou složeny ze tří kvarků tak, aby byly opět bezbarvé (tedy vždy kombinace všech tří barev).

   --------------------------------------------
   |  proton (náboj: +1)                        |
   -------------------------------------------------------------------------------
   | červený kvark "u"        žlutý kvark "u"          zelený kvark "d"     |
   | žlutý kvark "u"             zelený kvark "u"       červený kvark "d"   |
   | zelený kvark "u"          červený kvark "u"      žlutý kvark "d"       |
   -------------------------------------------------------------------------------
   |  proton (náboj:  0)                         |
    ------------------------------------------------------------------------------
   | červený kvark "u"        žlutý kvark "d"          zelený kvark "d"     |
   |          ...                               ...                               ...                 |
   -------------------------------------------------------------------------------
   |  hyperon sigma plus (náboj:  +1)    |
   -------------------------------------------------------------------------------
   | červený kvark "u"        žlutý kvark "u"          zelený kvark "s"     |
   |          ...                               ...                               ...                |
   -------------------------------------------------------------------------------
   |  hyperon sigma minus (náboj:  -1)   |
   -------------------------------------------------------------------------------
   | červený kvark "s"        žlutý kvark "s"          zelený kvark "s"     |
   |          ...                               ...                               ...                |
   -------------------------------------------------------------------------------

Ukazuje se, že k vytvoření téměř veškeré baryonní hmoty postačují pouze dva kvarky - "u" a "d". Nelze pozorovat volné kvarky, ale pouze hadrony. Tento jev se nazývá "uvěznění kvarků". Hmotnosti kvarků nejsou definovány přesně, protože nejde o volné částice, ale existují určité odhady. Hmoty jsou uvedeny v GeV, první je běžná hmotnost a druhá je vázaná hmotnost, která zahrnuje efekty vazebné energie:

V kvarkovém modelu vystupuje pouze 12 elementárních částic, které se vyskytují ve třech generacích. První generace obsahuje kvark "u", kvark "d", elektron a elektronové neutrino (samozřejmě odpovídající antičástice). Tyto částice tvoří běžnou hmotu. Zbývající dvě generace obsahují podobné částice, ale těžší. Druhá generace obsahuje kvark "c" a kvark "s", mion a mionové neutrino. Třetí generace obsahuje kvark "t" a kvark "b", tauon a tauonové neutrino.

Podle kvantové teorie pole částice spolu interagují výměnou kalibračních bosonů. Elektromagnetickou interakci zajišťuje foton, silnou interakci osm gluonů, slabou interakci bosony W+, W- a Z0.

Standardní model fyziky částic rovněž předpovídá existenci Higgsových bosonů, které souvisejí se spontánním narušením symetrie interakcí v grandunifikačních teoriích (GUT) a které by měly být zodpovědny za hmotnosti všech ostatních částic. Dosud však Higgsovy bosony nebyly pozorovány. Teorie GUT předpovídají další částice, jako tzv. kalibrony, superleptony a superkvarky (teorie supersymetrie), W' a Z' (doplňující bosony slabé interakce), bosony X a Y (teorie GUT), majorony, familony, axiony, paraleptony, ortholeptony, technipiony (barevné modely), B' (hadrony čtvrté generace kvarků), magnetické monopóly, excitované leptony atd. Žádné z těchto "exotických" částic dosud nebyly pozorovány.

Odkazy

[1] Particle Data Book, is Physical Review D vol.50 No.3 part 1 August 1994. - Vydáváno každé dva roky jako přehled existujících částic. - Dostupné také na http://pdg.lbl.gov/.

[2] Perkins: Introduction to High Energy Physics

[3] Cahn, Goldhaber: Experimental Foundations of Particle Physics

[4] [X1]

Literatura:

[1] Item 26.: The Particle Zoo updated 04-Jul-1995 by MCW, original by Matt Austern From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 4 of 4) Date: 25 Sep 1995 14:55:08 GMT

[2] Fischer, Jan: Průhledy do mikrokosmu, Mladá fronta, Praha 1986

[3] Grygar, Jiří: Krátký kurs kosmologie, Věda a technika mládeži, 1987

Otázka, zda antihmota se projevuje odpudivou antigravitací, dosud nebyla zodpovězena žádným přímým experimentem. Dosud nebyla provedena žádná přímá měření gravitačního zrychlení antihmoty.

Je teoreticky možné, aby se antihmota projevovala odpudivou antigravitací, tedy aby od hmotných těles byla odpuzována? Obecná teorie relativity tvrdí, že antihmota se projevuje gravitační přitažlivostí. Pokud je obecná teorie relativity správnou teorií gravitace, pak na základě principu ekvivalence antičástice musí být přitahovány k hmotným tělesům stejně jako částice.

Existují také jiné modely gravitace, které dosud nebyly potvrzeny přímými experimenty a které se odlišují od obecné teorie relativity tím, že antičástice se v gravitačním poli pohybují jinak než částice, dokonce jsou odpuzovány další silou, která je obdobou hmotnosti běžných částic. Obecně se tato síla nazývá "pátá interakce", aby se zdůraznilo, že pouze gravitace je předmětem obecné teorie relativity.

Existuje celá řada různých fyzikálních argumentů proti existenci antigravitace. Některé argumenty souvisejí se zákonem zachování energie ("Morrisonův argument"), na zjištěných efektech u virtuálních částic ("Schiffův argument"), na nepřítomnosti gravitačních efektů v procesech regenerace kaonů. Každý z těchto argumentů vylučuje některé modely antigravitace. Žádný z nich však nevylučuje všechny možné modely.

Dosud nebyly provedeny žádné přímé experimentální testy, které by ověřily pohyb antičástic v gravitačním poli. Jedním ze známých experimentů je experiment Faribankův a Stanfordův, ve kterém se měřil pohyb pozitronů. Zjistilo se, že pozitrony se pohybují normálně, ale pozdější analýza tohoto analýza zjistila, že pohyb pozitronů mohl být ovlivněn nezapočtenými zdroji elektromagnetického pole. Protože gravitace je mnohem slabší než elektromagnetické pole, je uvedený pokus neprůkazný.

Bylo by vhodné zopakovat Fairbankův experiment s částicemi, které mají náboj jako pozitrony, ale mnohem větší hmotnost, která by výrazně zvětšila vliv gravitace. Antiprotony jsou 1836-krát hmotnější než pozitrony. Bohužel tvorba pomalých antiprotonů je velmi obtížná. Byl proveden experiment na urychlovačích CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléare, Evropská rada pro jaderný výzkum), ale výsledky jsou nejednoznačné.

Většina odborníků očekává, že antiprotony se budou pohybovat v gravitačním poli stejně jako protony. Tato otázka však zůstává dosud otevřená, dokud nebude přímo ověřena pozorováním.

Odkaz

[1] Reference: Nieto and Goldman, "The Arguments Against 'Antigravity' and the Gravitational Acceleration of Antimatter," Physics Reports, v.205, No. 5, p.221.

Literatura:

[1] Item 27.: Does Antimatter Fall Up or Down? original by Scott I. Chase From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 4 of 4) Date: 25 Sep 1995 14:55:08 GMT

Otázka hmotnosti fotonu obvykle souvisí s problémem, jak částice s nulovou klidovou hmotností může mít nenulovou energii. Podle speciální teorie relativity foton má nulovou klidovou hmotnost, ale současně podle starší představy má relativistickou hmotnost, jejíž velikost odpovídá vlnové délce fotonu. Tato relativistická hmotnost fotonu odpovídá jeho celkové energii podle vztahu

     m = E / c^2.                                     (1)

Podle současných představ se každému objektu přiřazuje jediná hmotnost jako invariant hodnoty, která nezávisí na rychlosti, tj.

     m = E_0 / c^2,                                 (2)

kde E_0 je celková klidová energie částice. První definice se často používá v populární literatuře. Většina fyziků se dnes přiklání k druhé definici. Někdy se používají pojmy "klidová hmotnost" nebo "invariantní hmotnost", aniž se vidí příslušný význam. Poznamenejme, že ve smyslu definice (2) je výraz (1) nesprávný, protože by mělo být uvedeno

     E = m c^2 / SQRT(1 -v^2/c^2),     (3)

nebo

     E^2 = m^2 c^4 + p^2 c^2,            (4)

kde "v" je rychlost a "p" moment hybnosti objektu.

V určitém smyslu je definice věcí dohody. "Relativistická hmotnost" objektu je stejně reálná jako jeho energie a není přitom nutné zavádět nějaký další pojem pro energii. Hmotnost je ovšem základní vlastnost objektu a měla by proto být invariantní.

Pojem "relativistická hmotnost" někdy vede k jeho chybnému použití, jako např. v Newtonovských vztazích

     F = m a                                    (5)

     F = G m1 m2 / r^2.                  (6)

Ve skutečnosti neexistuje žádná definice hmotnosti, která by uvedené vztahy správně transformovala do teorie relativity. Tyto vztahy se musí zobecnit, ale nelze to učinit "relativistickou hmotností".

Vraťme se však k fotonům. Někdy se lidé podivují nad smyslem výrazu "klidová hmotnost" částice, která z principu nikdy nemůže být v klidu. Klidová hmotnost je opravdu chybný název a částice nemusí být v klidu, aby tento pojem měl význam. Matematicky je klidová hmotnost definována jako invariantní velikost vektoru 4-hybnosti částice (jak je ostatně vidět ze vztahu (4)). Všechny fotony mají klidovou hmotnost nulovou. Na druhé straně "relativistická hmotnost" fotonů závisí na jejich frekvenci. Fotony ultrafialového záření mají více energie než fotony viditelného záření a v tomto smyslu jsou "hmotnější".

Literatura:

[1] Item 28.: What is the Mass of a Photon? updated 24-Jul 1992 by SIC, original by Matt Austern From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 4 of 4) Date: 25 Sep 1995 14:55:08 GMT

[2] Horský, Jan: Úvod do teorie relativity, Populární přednášky o fyzice, SNTL, Praha 1975

Všechna naše dosavadní pozorování dokazují, že v okolním vesmíru je více hmoty než antihmoty. Sluneční záření obsahuje částice a nikoliv antičástice. Naše Galaxie je složena z hmoty, protože kosmické záření z hvězd Galaxie obsahuje protony a antiprotony v poměru asi 10^4:1 a nepozorujeme anihilaci hvězd. Pokud by někde ve vesmíru byla antihmota v galaxiích, museli bychom pozorovat záření gama z anihilace antihmoty s hmotou.

Zůstává však problém "anihilační katastrofy", která zřejmě způsobila asymetrii mezi množstvím hmoty a antihmoty ve vesmíru. Při velmi vysoké teplotě v první mikrosekundě existovalo obrovské množství párů kvarků a antikvarků. Kolb a Turner odhadují, že připadalo vždy 30 miliónů antikvarků na 30 miliónů a jeden kvark. Jde tedy o slabou asymetrii. Během času hmota a antihmota vzájemně anihilovaly a zůstal malý přebytek hmoty nad antihmotou.

     Pro vysvětlení baryonní asymetrie se nabízejí základní tři hypotézy:

1. Vesmír vznikl již s touto asymetrií. Tato hypotéza nic nevysvětluje a navíc je v rozporu s inflačními teoriemi vzniku vesmíru, které vylučují jakékoliv počáteční asymetrie.

2. Baryogeneze proběhla během spontánního narušení symetrie podle grandunifikační teorie GUT. GUT předpovídá např. spontánní rozpad protonu.

3. Baryogeneze proběhla během spontánního narušení symetrie při oddělení elektroslabých sil. Higgsovy bosony způsobily narušení symetrie a vznik hmotných částic.

     Sacharov vyslovil tři nezbytné podmínky baryogeneze:

1. Porušení zákona zachování baryonového čísla. Pokud by zákon zachování baryonového čísla platil při všech reakcích, pak by asymetrie baryonní hmoty mohla odrážet pouze počáteční podmínky vzniku vesmíru, což odpovídá první hypotéze.

2. Porušení nábojové symetrie C a symetrie CP. Pokud by neplatil zákon zachování baryonového čísla, došlo by postupně k ustavení rovnováhy přeměn baryonů na antibaryony a naopak v případě, že platily zákony symetrie C a CP.

3. Termodynamická nerovnováha. Protože symetrie CPT zaručuje rovnost hmotností baryonů a antibaryonů, chemická rovnováha by samovolně vedla k průběhu nezbytných reakcí pro zachování případně narušené asymetrie.

     Výše uvedené podmínky se odrážejí v problémech standardního kosmologického modelu:

1. Standardní model by měl zachovávat baryonové číslo klasicky (nikoliv ve smyslu, že lagrangián porušuje tento zákon zachování). Kvantové efekty umožňuje tunelování vesmíru s různými hodnotami baryonového čísla. Toto tunelování je velmi omezeno při energiích nad 10 TeV, může se objevit při energiích narušení symetrie a zcela jistě se objevuje při vyšších teplotách.

2. Porušení symetrie C je prokázáno. Porušení symetrie CP bylo pozorováno u rozpadu kaonů, což vede k názoru, že standardní model není schopen na základě porušení symetrie CP vysvětlit pozorovanou baryonovou asymetrii.

3. Termodynamická nerovnováha by se mohla objevit během prvního fázového přechodu při chladnutí raného vesmíru při energiích kolem 100 GeV. Jak vznikaly domény "pravého vakua", baryogeneze mohla proběhnout v blízkosti doménových stěn.

Největším teoretickým problémem je skutečnost, že narušení zákonu zachování baryonového čísla ve standardním modelu by bylo příliš velké (jakmile uvedené tři podmínky přestaly platit) a předtím vytvořená baryonní asymetrie se změnila v symetrii.

Odkazy

[1] Kolb and Turner, _The Early Universe_

[2] Dine, Huet, Singleton & Susskind, Phys.Lett.B257:351 (1991)

[3] Dine, Leigh, Huet, Linde & Linde, Phys.Rev.D46:550 (1992).

Literatura:

[1] Item 29.: Baryogenesis - Why Are There More Protons Than Antiprotons? original by David Brahm From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 4 of 4) Date: 25 Sep 1995 14:55:08 GMT

(c) 1997 Intellectronics

časopis o přírodě, vědě a civilizaci