Baryonenasymmetrie

Die Baryonenasymmetrie der Teilchenphysik ist das Missverhältnis von Materie zu Antimaterie, genauer gesagt das Verhältnis \eta=\frac{ n_B - n_{\bar{B}} }{n_\gamma} der Differenz der Anzahl der Baryonen und der Antibaryonen (der Antiteilchen der Baryonen) zur Zahl der Photonen im Universum. Der beobachtete Zahlenwert ist \eta=(6{,}01\pm0{,}3)\cdot 10^{-10}, der bisher am genauesten aus den Daten des WMAP-Satelliten aus der Kosmischen Hintergrundstrahlung ermittelt werden konnte.

Die Baryonenasymmetrie ist eines der wichtigsten noch nicht verstandenen Phänomene der Teilchenphysik, da sie nicht durch das Standardmodell erklärt werden kann.

Gibt es wirklich weniger Antimaterie als Materie?

Die Menge der Antimaterie im Universum lässt sich nicht direkt ermitteln, da sie von Astronomen nicht von der Materie unterschieden werden kann. Jedoch tritt bei der Annihilation von Materie und Antimaterie eine charakteristische elektromagnetische Strahlung auf. Diese Strahlung konnte aber nie beobachtet werden. Das bedeutet, dass, sofern größere Mengen von Antimaterie im Weltraum vorkämen, diese auf großen Skalen von den Bereichen, in denen Materie dominiert, wie bei uns auf der Erde, im Sonnensystem und der Milchstraße, separiert sein müsste. Dies kann jedoch durch die kosmologischen Modelle weitgehend ausgeschlossen werden.

Somit müssen wir davon ausgehen, dass tatsächlich die Materie im Universum gegenüber der Antimaterie deutlich überwiegt.

Theorien zur Erzeugung

Früher ging man allgemein davon aus, dass die Baryonenasymmetrie eine Anfangsbedingung für unser Universum ist, die zum Zeitpunkt des Urknalls fest vorgegeben wäre. Da die Baryonenasymmetrie aber im Verlauf der Inflation stark reduziert würde, müsste die anfängliche Asymmetrie auch noch unnatürlich groß gewesen sein.

Heute sagen die spekulativen Theorien der Baryogenese und der Leptogenese, die bisher nicht experimentell verifiziert werden konnten, eine dynamische Erzeugung der Asymmetrie während des Urknalls vorher.

Siehe auch


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