Физика частиц в космологии

Физика частиц - это изучение взаимодействия элементарных частиц при высоких энергиях, в то время как физическая космология изучает вселенную как единую физическую сущность. Размещение между этими двумя полями иногда называют космологией частиц . Физика частиц должна учитываться в космологических моделях ранней вселенной , когда средняя плотность энергии была очень высокой. Процессы пары производства , рассеяния и распада частиц влияют на космологию.

В качестве грубого приближения, процесс рассеяния частицы или распада важен в определенную космологическую эпоху, если ее временная шкала короче или аналогична временной шкале расширения вселенной . Последнее количество ${\frac {1}{H}}$ где $H$ это зависимый от времени параметр Хаббла . Это примерно равно возрасту вселенной в то время.

Например, пион имеет среднюю жизнь для распада около 26 наносекунд . Это означает, что физические процессы частиц, включающие распад пион, можно пренебречь примерно до тех пор, пока не пройдет много времени с момента большого взрыва .

Космологические наблюдения за такими явлениями, как космический микроволновый фон и космическое изобилие элементов , вместе с прогнозами стандартной модели физики частиц, ограничивают физические условия в ранней вселенной. Успех стандартной модели при объяснении этих наблюдений подтверждает ее достоверность в условиях, помимо тех, которые могут быть произведены в лаборатории . И наоборот, явления, обнаруженные с помощью космологических наблюдений , таких как темная материя и асимметрия бариона , предполагают наличие физики, которая выходит за рамки стандартной модели .

Дальнейшее чтение

Allday, Jonathan (2002). Кварки, Лептоны и Большой взрыв (второе изд.). ISBN 978-0-7503-0806-9 .
Bergström, Lars & Goobar, Ariel (2004); Космология и астрофизика частиц , 2 -е изд. Springer Verlag . ISBN 3-540-43128-4 .
Branco, GC, Shafi, Q. & Silva-Marcos, Ji (2001). Последние события в области физики и космологии частиц . Дордрехт: Kluwer Academic . ISBN 0-7923-7181-X
Коллинз, PDB (2007). Физика и космологию частиц . Нью -Йорк: Джон Уайли и сыновья . ISBN 0-471-12071-5
Kazakov, Di, & Smadja, G. (2005). Физика и космология частиц. Интерфейс . НАТО НАУЧНЫЙ СЕРИЯ, v. 188. Дордехт: Спрингер . ISBN 1-4020-3161-0
«Наука и техника - космология и физика частиц - что может быть вопросом?». Экономист . Тол. 379, нет. 8474. 2006. с. 94. OCLC 1026954447 .