В чем причина отсутствия симметрии между материей и антиматерией во Вселенной

Почему так сильно предполагается, что должна существовать асимметрия материи и антиматерии, иначе при сотворении мира материя и антиматерия аннигилировали бы и ничего бы не осталось? Разве не возможен сценарий, при котором во время инфляции в некоторых регионах будет преобладать материя, а в некоторых - антиматерия? Удаленные друг от друга, они могут существовать как отдельные сущности.

ОТВЕТ

Преобладание материи над антиматерией в наблюдаемой для нас части Вселенной означает локальное отсутствие симметрии между материей и антиматерией. Правильная теория фундаментальных взаимодействий должна объяснить это отсутствие симметрии в соответствии со всеми имеющимися наблюдениями.

Эти наблюдения позволяют предположить (хотя и не доказывают), что в первые доли секунды после Большого взрыва произошла инфляция, то есть очень быстрое расширение Вселенной, вызванное энергией однородного поля, называемого инфлатоном. 

Этот процесс заканчивается, когда инфлатон достигает своего равновесного положения и его кинетическая энергия позволяет Вселенной вновь нагреться (reheating). Затем происходит создание материи и антиматерии во всех возможных формах, вероятно, симметричным образом. Только позже мы ожидаем процессов, ответственных за бариогенез, т.е. создание асимметрии между материей и антиматерией в наблюдаемой нами части Вселенной. 

В других частях Вселенной могут происходить другие процессы и возникать другие асимметрии, но в описанном сценарии это никак не влияет на бариогенез в нашей части. Таким образом, мы ожидаем, что асимметрия между материей и антиматерией возникает из-за возникновения асимметричных взаимодействий, а не из-за чисто "географических" флуктуаций.

Эксперименты на ускорителях уже в 1964 году показали, что фундаментальные слабые взаимодействия нарушают CP-симметрию, то есть они не одинаковы для материи и антиматерии. Сейчас у нас есть множество измерений, подтверждающих этот факт, а также теоретическое объяснение в рамках Стандартной модели с тремя поколениями кварков и лептонов (матрица Кобаяши-Маскавы, Нобелевская премия 2008 года). 

Однако детальные расчеты показывают, что нарушение CP в Стандартной модели недостаточно сильно, чтобы объяснить бариогенез. Эту проблему можно решить, слегка изменив Стандартную модель, например, предположив, что дублет поля Хиггса не является единственным фундаментальным скалярным полем в теории.