Барионная асимметрия Вселенной

[Anton_Peplov]

Читаю научпоповский ликбез от Долгова и Зельдовича Барионная асимметрия Вселенной.

Не могу понять, почему авторы говорят, что для асимметрии нужно нарушить закон сохранения барионного числа. Пусть кварков "с самого начала" было больше, чем антикварков, а потом всё, что могло, аннигилировало, а то, что осталось, мы и наблюдаем. Никакого нарушения нет, барионное число сохраняется.

Или имеется в виду, что "в самом начале" что кварков, что антикварков было ноль?

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1268461 писал(а):

Или имеется в виду, что "в самом начале" что кварков, что антикварков было ноль?

Именно. Однако там все-таки упомянуты три варианта (и это именно варианты, в принципе мог реализовываться один из них, а не все три разом).

[Anton_Peplov]

Pphantom в сообщении #1268491 писал(а):

и это именно варианты

Ну как варианты. Нестационарности Вселенной (третий пункт) точно не достаточно же? Иначе с чего было огород городить, ещё Фридман понял, а Хаббл подтвердил, что она нестационарна.

И отличия свойств вещества от антивещества - разве достаточно? Тогда, опять же, в чём вопрос, если нарушение CP-симметрии полвека как открыто?

Кстати, асимметрия называется барионной в честь предполагаемого нарушения закона сохранения барионного числа? А то обидно за чувства верующих позитронов.

[amon]

Anton_Peplov в сообщении #1268495 писал(а):

Тогда, опять же, в чём вопрос, если нарушение CP-симметрии полвека как открыто?

Никакой симметрии, связанной с сохранением барионного заряда, по сию пору не обнаружено. Поэтому постановлено барионный заряд именовать барионным числом (будто от этого что-то яснее станет ;) С другой стороны, попытки обнаружить распад протона привели к тому, что сохранение этого заряда-числа - чуть ли не самый хорошо экспериментально проверенный закон сохранения (сохранение энергии хуже проверено).

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1268495 писал(а):

Ну как варианты. Нестационарности Вселенной (третий пункт) точно не достаточно же? Иначе с чего было огород городить, ещё Фридман понял, а Хаббл подтвердил, что она нестационарна.

Нет. Тут нужно несохранение барионного числа (потому что даже при этом релаксация к равновесному состоянию приведет к выравниванию барионов и антибарионов). Да, кстати, я действительно погорячился про достаточность одного варианта (вот в данном случае нужны два условия из трех).

[Anton_Peplov]

Всё-таки у меня пока в голове каша. Давайте ещё раз про необходимое и достаточное.

1) Несохранение барионного числа (по крайней мере, в очень ранней Вселенной). Оно необходимо, потому что "в самом начале" кварков и антикварков было поровну (ноль), а потом вдруг стало не поровну. Так?

2) Нестационарность Вселенной. Нестационарность Вселенной означает, что она никогда не придёт к термодинамическому равновесию. Если барионное число не обязано сохраняться, то термодинамическое равновесие требует равенства числа кварков и антикварков.
Однако же прямо сейчас мы с очевидностью живём во Вселенной, далёкой от термодинамического равновесия. Если в стационарной Вселенной оно должно было уже наступить, то при чём тут именно барионная асимметрия? Факт нестационарности необходим "для всего". Если не должно было наступить, то зачем нестационарность для барионной асимметрии?

3) Нарушение СР-симметрии. Оно необходимо / нет? Достаточно / нет?

[amon]

Начнем с конца.

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

3) Нарушение СР-симметрии. Оно необходимо / нет? Достаточно / нет?

В первом приближении CP симметрия вообще не при делах. Про стационарность-нестационарность пропущу, в космологии не силен.

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

Несохранение барионного числа (по крайней мере, в очень ранней Вселенной). Оно необходимо, потому что "в самом начале" кварков и антикварков было поровну (ноль), а потом вдруг стало не поровну. Так?

Так. По современным теориям сначала не было ничего, и только дух божий скалярное поле носилось над водами. Поскольку поле скалярное (его пока ни кто не видел), то все заряды у него были ноль, и по сохранению заряда нулем должны и остаться. Помнится, что нужно совсем слабое нарушение что бы получить видимую вселенную, но экспериментально это не обнаружено.

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

1) Несохранение барионного числа (по крайней мере, в очень ранней Вселенной). Оно необходимо, потому что "в самом начале" кварков и антикварков было поровну (ноль), а потом вдруг стало не поровну. Так?

Так, если не привлекать всякие соображения о том, что начальное состояние мы, вообще говоря, не знаем. Если привлекать, то формально стартовое соотношение могло быть любым.

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

2) Нестационарность Вселенной. Нестационарность Вселенной означает, что она никогда не придёт к термодинамическому равновесию. Если барионное число не обязано сохраняться, то термодинамическое равновесие требует равенства числа кварков и антикварков.

Скорее при термодинамическом равновесии должно появиться статистическое равенство (при условии, что процессы синтеза/уничтожения барионов и антибарионов симметричны).

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

Однако же прямо сейчас мы с очевидностью живём во Вселенной, далёкой от термодинамического равновесия. Если в стационарной Вселенной оно должно было уже наступить, то при чём тут именно барионная асимметрия?

Она бы при этом пропала.

Anton_Peplov в сообщении #1268750 писал(а):

3) Нарушение СР-симметрии. Оно необходимо / нет? Достаточно / нет?

Не необходимо, но (возможно) достаточно.

[amon]

Pphantom в сообщении #1268764 писал(а):

Не необходимо, но (возможно) достаточно.

amon в сообщении #1268756 писал(а):

В первом приближении CP симметрия вообще не при делах.

Пожалуй надо разъяснить "расхождение во взглядах". Я имел в виду наблюдаемый эффект нарушения CP в слабых взаимодействиях. Он на количестве барионов ни как не сказывается и затрагивает, видимо, только всякую экзотику типа каонов, на крайняк - электронов. Pphantom, как я понимаю, имеет в виду гипотетическое нарушение этой симметрии в сильных взаимодействиях. В КХД его нет, и экспериментально ни кто его никогда не видел.

(Оффтоп)

IMHO, все это также относится к действительности, как теория Демокрита к таблице Менделеева

[Pphantom]

amon в сообщении #1268777 писал(а):

Пожалуй надо разъяснить "расхождение во взглядах". Я имел в виду наблюдаемый эффект нарушения CP в слабых взаимодействиях. Он на количестве барионов ни как не сказывается и затрагивает, видимо, только всякую экзотику типа каонов, на крайняк - электронов. Pphantom, как я понимаю, имеет в виду гипотетическое нарушение этой симметрии в сильных взаимодействиях. В КХД его нет, и экспериментально ни кто его никогда не видел.

Согласен полностью.

amon в сообщении #1268777 писал(а):

IMHO, все это также относится к действительности, как теория Демокрита к таблице Менделеева

Да, пожалуй.