O particulă ipotetică, adesea ignorată de comunitatea științifică, ar putea oferi explicația pentru prezența materiei în Univers. Conform unui nou studiu publicat în revista Physical Review Letters, un neutrino ipotetic „de dreapta” ar fi putut domina Universul imediat după Big Bang. Această descoperire ar putea schimba înțelegerea proceselor care au permis materiei să predomine asupra antimateriei și ar putea influența modul în care vedem expansiunea cosmică.
Particula vizată de cercetare este un neutrino „de dreapta”, care nu este supus interacțiunii nucleare slabe, spre deosebire de neutrinii de stânga care fac parte din Modelul Standard. Rishav Roshan, fizician teoretician la Universitatea din Southampton și coautor al studiului, explică faptul că aceste particule nu au sarcină electrică și sunt mult mai grele. Neutrinii de dreapta ar putea să se amestece cu cei de stânga, contribuind astfel la explicarea masei acestora și a modului în care aceștia trec de la o aromă la alta.
În cadrul cercetării, echipa formată de Rishav Roshan și Sudipta Show, de la Institutul Indian de Tehnologie din Kanpur, a analizat impactul unei astfel de particule cu o masă de aproximativ 100.000 de miliarde de ori mai mare decât cea a unui proton. Pe măsură ce Universul se răcea, energia acestei particule ar fi rămas sub formă de masă, crescând ponderea sa în energia totală a Universului până când a devenit dominantă. Această dominație ar fi accelerat expansiunea cosmică și ar fi întârziat anumite interacțiuni esențiale.
Un aspect crucial este mecanismul numit „seesaw” sau „balansoar”, prin care fiecare neutrino obișnuit conține o componentă foarte mică asociată unui partener greu de dreapta. Acest proces ar putea explica asimetria dintre materie și antimaterie, deoarece dezintegrarea neutrinilor grei ar fi lăsat în urmă un mic surplus de leptoni. Fără acest dezechilibru în favoarea materiei, Universul așa cum îl cunoaștem astăzi nu s-ar fi putut forma, deoarece materie și antimaterie s-ar fi anihilat reciproc.
Deoarece masa acestui neutrino este prea mare pentru a fi recreată într-un accelerator de particule, ipoteza poate fi testată doar indirect prin observarea undelor gravitaționale. Rezultatele ar putea fi verificate prin utilizarea unor instrumente viitoare, precum misiunea spațială Laser Interferometer Space Antenna (LISA), cu lansarea programată în jurul anului 2035, sau prin proiectul de radiotelescop Square Kilometre Array Observatory (SKAO). Acestea ar putea detecta modificări specifice în spectrul fondului de unde gravitaționale generate în Universul primordial.
În fizica modernă, Modelul Standard descrie particulele fundamentale și forțele care le guvernează, însă acesta nu explică toate fenomenele observate, precum masa neutrinilor sau natura materiei întunecate. Neutrinii sunt particule care interacționează extrem de rar cu materia; de exemplu, un neutrino obișnuit ar putea traversa un strat de plumb de un an-lumină fără a interacționa cu un singur atom. Această proprietate îi face extrem de dificil de detectat în experimentele de laborator convenționale.