Deras svar är att en hypotetisk partikel, kallad axion, inte var så tung som man tidigare trott. Lättare axioner skulle fungera som mindre katalysator och tillåta mer materia att överleva det tidiga universum. "Anledningen till att vi har materia i universum har att göra med något exotiskt förfall av denna axionliknande partikel", säger Peter Graham, biträdande professor i fysik vid University of Texas i Austin. "Vår beräkning var att axionen var precis tillräckligt lätt för att producera lite av detta förfall och tillåta tillräckligt med materia att överleva."
Axioner är hypotetiska elementarpartiklar som förutspåddes existera som en lösning på det starka CP-problemet, vilket är ett teoretiskt pussel om varför det inte finns något elektriskt dipolmoment i neutroner. Peccei-Quinn-teorin ger ett svar som antyder att axioner existerar och var mycket tunga i det tidiga universum, och fungerade som katalysatorer för att omvandla materia till energi.
Efter att universum svalnat, skulle vissa axioner sönderfalla och frigöra materia som så småningom skulle bilda stjärnor och galaxer. Om axionerna var väldigt tunga, skulle det dock inte ha släppts tillräckligt med detta material, vilket innebär att det förmodligen inte skulle finnas tillräckligt med materia kvar idag för att bilda stjärnor och galaxer.
Arbetet som gjorts av teamet vid University of Texas visade att axioner förmodligen hade en lagom massa för att fungera som katalysatorer, men inte så mycket för att förstöra materia. De använde data från Large Hadron Collider, som har samlat in information om universum sedan 2009, samt data från astrofysiska observationer av axioner.
Graham och hans kollegor visade att axionen som löser det starka CP-problemet inte bryter mot nuvarande experimentella gränser. De föreslog också ett nytt sätt att detektera axionpartikeln.
"Nästa gräns för upptäckt kommer sannolikt att involvera sökandet efter dessa axioner," sa Graham. "Vi skulle jaga efter materiens källa."
Uppsatsen publicerades i tidskriften Physical Review Letters.
