¿Qué efectos tendría en la teoría convencional un hallazgo de repulsión gravitacional entre materia y antimateria en el experimento ALPHA?

La naturaleza real de la fuerza gravitacional entre la materia y la antimateria (atractiva o repulsiva) sigue sin resolverse: consulte ¿ Se están realizando experimentos en este momento que puedan mostrar evidencia o falsificar la energía oscura o la materia oscura? Supongamos por el bien del argumento que el experimento citado anteriormente (ALFA) (en mi respuesta) revela la repulsión gravitacional (GR) entre la materia y la antimateria (con el mismo acoplamiento g que corresponde a la atracción). Mis preguntas son:

1) ¿Podría esta repulsión entre la materia y la antimateria remontarse hasta el Big Bang y proporcionar la RG necesaria para la época inflacionaria?

2) Si la respuesta a 1) es sí, ¿podrían usarse los efectos de RG para modificar la línea de tiempo restante del Big Bang para producir un Universo similar al que observamos hoy (con una red de materia oscura separada por vacíos y supercúmulos de materia)? ensartadas como cuentas en un hilo)? Tenga en cuenta que un supercúmulo de antimateria unido por la gravedad tendría exactamente las mismas características espectrales electromagnéticas que un supercúmulo de materia normal y tendría la misma asociación con la materia oscura si la partícula de materia oscura fuera su propia antipartícula y fuera atraída. igualmente por la materia normal y la antimateria a través de la gravitación.

3) El principio de equivalencia (EP) de la relatividad general no sobreviviría. ¿Sería posible una teoría clásica revisada como la relatividad general con un EP reformulado, o sería necesaria una teoría cuántica de campos de la relatividad general? (Tenga en cuenta que esto ya se ha abordado en un comentario de @CuriousOne)

4) ¿Podría esto eliminar la necesidad de modificar el modelo estándar para incluir la asimetría bariónica (es decir, la asimetría observada podría ser un artefacto de las grandes distancias entre los supercúmulos)? Hemos aumentado significativamente el tamaño estimado de nuestro propio supercúmulo en el pasado muy reciente y RG (como se describe aquí) podría significar muy poca antimateria en el espectro de rayos cósmicos local.

Nada de lo que usted llama "generalmente aceptado" es otra cosa que especulación en este momento. Si la gravedad entre la materia y la antimateria es atractiva se está probando en el CERN, en este momento, pero no tendría consecuencias inmediatas para su pregunta, ya que un experimento de gravedad de baja densidad y baja energía no puede decirnos nada sobre el universo primitivo.
¿Por qué es difícil ver si hay aceleración o repulsión entre materia y antimateria con nuestra tecnología avanzada?
@NSJOHN porque la constante de acoplamiento gravitacional es muy pequeña a nivel de partículas elementales con respecto a todas las demás fuerzas. hiperfísica.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/ funfor.html. Aquí hay una pregunta de hace cuatro años physics.stackexchange.com/questions/5521/…
@NSJOHN: Porque ya es muy difícil hacer antimateria neutral. Hacer positrones rápidos es fácil. Hacer positrones a temperatura ambiente es mucho más difícil. Hacer antiprotones a temperatura ambiente es mucho más difícil y combinar los dos en un antihidrógeno en reposo es muy, muy difícil. Ahora comience desde el otro extremo e intente hacer un experimento de gravedad de hidrógeno atómico de precisión ... eso en sí mismo es muy difícil ... y ahora "todo" lo que tiene que hacer es combinar muy, muy difícil con muy difícil y ya sabes a lo que se enfrenta la gente del CERN.
Pregunta relacionada: physics.stackexchange.com/q/83378
@MitchellPorter Gracias por el enlace. No había visto esa pregunta de SE, pero estaba al tanto de la mayoría del trabajo discutido en las respuestas (Villata y sus retadores). Soy agnóstico sobre RG y solo estoy explorando sus implicaciones en caso de que se establezca experimentalmente.
@PeterShor, CuriousOne, Kostya, JohnRennie, usuario 36790 Soy relativamente nuevo en SE. He editado la pregunta. ¿Tengo que hacer algo para que se reconsidere la retención o eso sucede automáticamente?
@Lewis Miller - arxiv.org/abs/1110.3054 - No he leído este documento
@MitchellPorter Después de un extenso estudio de este documento, concluyo que contribuye en gran medida a responder mi pregunta. Lástima que estaba cerrado. Es desafortunado que los autores se refieran a su modelo como el modelo de Dirac-Milne ya que (por lo que sé) no tiene nada que ver con la hipótesis de los grandes números de Dirac ni con el concepto de estado estacionario de Milne. Su similitud parece ser, en el mejor de los casos, superficial a todo lo propuesto por Dirac o Milne.

Respuestas (1)

Es difícil ver cómo la repulsión gravitatoria entre la materia y la antimateria haría cualquiera de esas cosas, (1) porque la gravedad es débil, y (2) porque la materia y la antimateria estaban entremezcladas en el universo primitivo, por lo que la repulsión de materia y antimateria estaría compitiendo con atracción materia-materia y atracción antimateria-antimateria.

La repulsión entre la materia y la antimateria podría ser mucho más fuerte que la atracción entre la materia y ella misma y la antimateria y ella misma. Si estás quebrantando las leyes de la naturaleza a pequeña escala, ¿por qué no ir hasta el final y romperlas a lo grande? Si nos olvidamos de que se trata de una hipótesis cosmológica por un momento, en realidad podría ser bastante interesante comprender cómo se comportaría un sistema de líquidos de dos fases mientras se separa. ¿Formaría, por ejemplo, estructuras similares a cuerdas?
@CuriousOne "¿Formaría, por ejemplo, estructuras similares a cadenas?" Precisamente. En cuanto a romper las leyes físicas, el único que conozco es el Principio de Equivalencia. Dudo que Einstein hubiera tenido alguna dificultad en reformularlo para acomodar a RG si hubiera sabido de esa posibilidad.
@LewisMiller: Bueno, si rompe el principio de equivalencia, entonces RG está fuera de la ventana, por completo, y no solo un poco. Solo puede construir una teoría geométrica si toda la materia se comporta exactamente igual, que es el único caso que nos permitiría "culpar a la geometría" en lugar de considerar una interacción de tipo de fuerza clásica. Por lo tanto, su suposición de que Einstein podría haberlo construido de manera diferente es incorrecta. Habiendo dicho eso, no hay nada sacrosanto en las teorías de Einstein. Si la naturaleza no está de acuerdo con ellos, entonces los echan. Sin embargo, en este momento no hay evidencia de eso.
@CuriousOne No soy un experto en GR, así que aceptaré tu palabra. Pero si ALPHA encuentra a RG, ¿entonces qué? De eso se trata en pocas palabras mi pregunta.
@LewisMiller: Entonces GR es una teoría muerta y no solo un poco. Habiendo dicho eso, no sé si pueden encontrar una fuerte violación del principio de equivalencia sin estar en desacuerdo con las medidas de precisión ya establecidas del principio de equivalencia. Si bien es habitual ver que la "materia normal" está hecha completamente de "materia normal", ese no es el caso. Siempre hay una mezcla de antimateria, especialmente en el núcleo que contiene una densidad no trivial de antiquarks (virtuales). Esto establece límites en el efecto que está proponiendo, a menos que cambiemos más de un sector de la física.
@CuriousOne "Siempre hay una mezcla de antimateria, especialmente en el núcleo que contiene una densidad no trivial de antiquarks (virtuales)". Pensé que esto era parte de lo que constituye la masa del nucleón y que no podía interferir con una prueba del principio de equivalencia. Los antiquarks virtuales siempre se emparejan con quarks virtuales en un nucleón, entonces, ¿por qué debería importar si se atraen o se repelen gravitacionalmente en lo que respecta a las pruebas del principio de equivalencia? Para el anti-hidrógeno es una historia diferente. Por cierto, el enlace en el comentario anterior de annav.s es una propuesta para probar EP directamente.
@LewisMiller: Debería importar, hasta cierto punto, según la relación protón/neutrón en diferentes núcleos. No soy un experto ni en cromodinámica cuántica ni en física nuclear, así que nunca miré el problema. Intuitivamente, no creo que haya una fuerte simetría que deba suprimir por completo las diferencias a cero.
¿Qué efectos tendría en la teoría convencional un hallazgo de repulsión gravitacional entre materia y antimateria en el experimento ALPHA?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v