פיזיקאים מבריטניה ומהודו מציעים שנייטרינו כבד "נטול צימוד", שנחשב זניח במשך עשרות שנים, דעך לאט כל כך שהשתלט לזמן קצר על צפיפות האנרגיה של היקום המוקדם. לפי המחקר, כך השפיע החלקיק על התנאים שבהם נוצר עודף החומר על פני האנטי-חומר.
מדענים הציגו תאוריה חדשה על היווצרות היקום. לפיה, את היקום המוקדם עיצב חלקיק קדמון שהתעלמו ממנו במשך עשרות שנים.
המחקר מתמודד עם אחת החידות הגדולות ביותר בפיזיקה המודרנית: כיצד גבר החומר על האנטי-חומר בעקבות המפץ הגדול.
לפי התאוריות הנוכחיות, השניים היו אמורים לאיין זה את זה אחרי ההתפוצצות העצומה. כך לא היה נשאר דבר מלבד יקום ריק של אנרגיה טהורה.
רמז בנייטרינו
אבל פיזיקאים מאוניברסיטת סאותהמפטון בבריטניה ומהמכון ההודי לטכנולוגיה בקנפור אומרים שמצאו רמז בנייטרינו, אחד החלקיקים הקלים ביותר ביקום.
הצוות גילה שקרוב של החלקיקים האלה, שלעיתים קרובות מתעלמים ממנו, יכול היה לעזור לחומר לגבור על מקבילו. מדובר בנייטרינו כבד המכונה "נטול צימוד" (decoupled).
ד"ר רישאב רושאן מאוניברסיטת סאותהמפטון, ממחברי המחקר, אמר: "זמן רב התייחסו לנייטרינו הכבד נטול הצימוד כאל פרט רקע לא רלוונטי בפיזיקת החלקיקים.
"אבל הוא דועך לאט מאוד. כשהיקום התקרר אחרי המפץ הגדול, החלקיק הזה התקיים מספיק זמן כדי להשתלט זמנית על צפיפות האנרגיה של היקום, וגרם לתקופה שבה שלט החומר."
המאמר החדש פורסם בכתב העת Physical Review Letters, מכתבי העת של האגודה האמריקנית לפיזיקה.
חלקיק שנחשב חלש מדי
לדברי ד"ר רושאן, רוב התאוריות שמסבירות מדוע החומר ניצח את האנטי-חומר מתעלמות מהחלקיק הכבד נטול הצימוד. הסיבה היא שהמומחים חשבו שהוא חלש מכדי להשפיע על חלקיקים אחרים.
אבל החוקרים מסאותהמפטון ומקנפור מצאו שהחלקיק הנשכח יכול היה להשפיע על האסימטריה בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים. האסימטריה הזאת חיונית לקיומנו.
"עצם העובדה שאנחנו כאן מוכיחה שהתרחשה אסימטריה בין החומר לאנטי-חומר," הוסיף ד"ר רושאן.
"הנייטרינו נטול הצימוד שינה את הטמפרטורה ביקום המוקדם שבה חלקיקים יסודיים, כמו אלקטרונים ולפטונים אחרים, קיימו אינטראקציה עם האנטי-חלקיקים שלהם, בעזרת בוזון היגס של המודל הסטנדרטי.
"הטמפרטורה הזאת פעלה כמתג שקבע כיצד נבנה חוסר האיזון בין החומר לאנטי-חומר."
עקבות בגלי כבידה קדמוניים
ד"ר סודיפטה שו מהמכון ההודי לטכנולוגיה בקנפור, שותף לכתיבת המאמר, אמר שהממצאים משנים את ההבנה כיצד התפשט היקום המוקדם כל כך מהר אחרי המפץ הגדול.
הוא הוסיף: "יש לנו הסבר חדש לשאלה כיצד החומר ניצח.
"השינוי הדרמטי בהתפשטות המוקדמת של היקום השאיר סימנים מובחנים, אך ניתנים לזיהוי, למשל בגלי כבידה קדמוניים.
"חתימות גלי הכבידה האלה פותחות בפנינו דרכים חדשות לחשוף את התפתחות היקום המוקדם אחרי המפץ הגדול."
תרגום: נחום שרשבסקי. עריכה והתאמה: מערכת הידען.
מקור: אוניברסיטת סאותהמפטון.
שאלות ותשובות
מהי האסימטריה בין חומר לאנטי-חומר?
לפי התאוריות, המפץ הגדול היה אמור ליצור כמויות שוות של חומר ואנטי-חומר, שהיו מאיינים זה את זה. קיומם של כוכבים, כוכבי לכת ובני אדם מראה שנשאר עודף של חומר. הסיבה לעודף הזה היא אחת החידות הגדולות בפיזיקה.
מהו נייטרינו כבד "נטול צימוד"?
זהו קרוב כבד של הנייטרינו, שנחשב חלש מכדי להשפיע על חלקיקים אחרים. לפי המחקר, הוא דועך לאט מאוד, ולכן התקיים מספיק זמן כדי להשתלט זמנית על צפיפות האנרגיה של היקום המוקדם.
האם אפשר לבדוק את ההסבר החדש?
לפי החוקרים, השינוי בהתפשטות היקום המוקדם השאיר סימנים שניתן לזהות, למשל בגלי כבידה קדמוניים. חתימות כאלה פותחות דרך לבחון את התאוריה.
המאמר המדעי
- Delayed Charged Lepton Yukawa Equilibration in Minimal Seesaw — Physical Review Letters, 8.9.2026
עוד בנושא באתר הידען
- האם הנייטרינו יחשפו למה היקום קיים?
- לראשונה נמדדה נפילה חופשית של אטומי אנטי-מימן והתגלתה השפעת כוח המשיכה על אנטי-חומר
- מדידת הליום חדשה בוחנת את חמש הדקות הראשונות של היקום
- חורים שחורים מלפני המפץ הגדול? מודל קוסמולוגי מציע “מאובנים” מיקום קדום
- פרס נובל לפיזיקה 2026 לפרנסיס הלזן על IceCube וגילוי הנייטרינים הקוסמיים עתירי האנרגיה
