Um dos maiores mistérios da física de partículas é a ausência da antimatéria no Universo. Esse mistério talvez esteja prestes a ser desvendado.
Com a ajuda de simulações por computador, os pesquisadores de física de partículas podem explicar por que há mais matéria do que antimatéria no Universo. As simulações oferecem uma nova maneira de examinar as condições após o Big Bang e podem fornecer respostas a algumas questões fundamentais da física de partículas.
No modelo padrão da física de partículas, quase não há diferença entre matéria e antimatéria. Mas há uma abundância de evidências de que nosso universo observável é composto apenas de matéria - se houvesse alguma antimatéria, ela seria aniquilada com matéria próxima para produzir radiação gama de intensidade muito alta, o que não foi observado. Portanto, descobrir como acabamos com uma abundância de apenas matéria é uma das maiores questões em aberto na física de partículas.
Por causa dessa e de outras lacunas no Modelo Padrão, os físicos estão considerando teorias que acrescentam algumas partículas extras de maneiras que ajudarão a resolver o problema. Um desses modelos é chamado de Two Higgs Doublet Model, que, apesar do nome, na verdade adiciona quatro partículas extras. Este modelo pode ser feito para concordar com todas as observações de física de partículas feitas até agora, incluindo as do Large Hadron Collider no CERN, mas não ficou claro se ele também poderia resolver o problema do desequilíbrio de matéria-antimatéria. O grupo de pesquisa, liderado por uma equipe da Universidade de Helsinque, decidiu abordar o problema de um ângulo diferente. Suas descobertas foram publicadas em um artigo na Physical Review Letters.
Cerca de dez picossegundos depois do Big Bang - exatamente na época em que o bóson de Higgs estava se ligando - o universo era um plasma quente de partículas.
"A técnica da redução dimensional nos permite substituir a teoria que descreve este plasma quente por uma teoria quântica mais simples com um conjunto de regras que todas as partículas devem seguir", explica o Dr. David Weir, autor correspondente do artigo. "Acontece que as partículas mais pesadas e de movimento mais lento não importam muito quando essas novas regras são impostas, então acabamos com uma teoria muito menos complicada."
Esta teoria pode então ser estudada com simulações por computador, que fornecem uma imagem clara do que aconteceu. Em particular, eles podem nos dizer quão violentamente fora de equilíbrio o universo estava quando o bóson de Higgs se ligou. Isso é importante para determinar se havia espaço para produzir a assimetria matéria-antimatéria neste momento na história do universo usando o Two Higgs Doublet Model. "Nossos resultados mostraram que é realmente possível explicar a ausência de antimatéria e permanecer de acordo com as observações existentes", observa Weir. Importante, fazendo uso de redução dimensional, a nova abordagem foi completamente independente de qualquer trabalho anterior neste modelo.
Se o bóson de Higgs se ligasse de maneira tão violenta, teria deixado ecos. À medida que as bolhas da nova fase do universo eram nucleadas, muito parecidas com nuvens, e se expandiam até o universo parecer um céu nublado, as colisões entre as bolhas teriam produzido muitas ondas gravitacionais. Pesquisadores da Universidade de Helsinque e outros lugares estão se preparando para procurar essas ondas gravitacionais em missões como o projeto europeu LISA.
*** Fonte aqui. Artigo aqui. Artigo:Nonperturbative Analysis of the Electroweak Phase Transition in the Two Higgs Doublet Model. Jens O. Andersen, Tyler Gorda, Andreas Helset, Lauri Niemi, Tuomas V. I. Tenkanen, Anders Tranberg, Aleksi Vuorinen, and David J. Weir Phys. Rev. Lett. 121, 191802 – Published 7 November 2018
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