A barionok és mezonok kialakulása

A $T\approx 3,5\times 10^{12}$ K ( MeV) hőmérsékleten létrejönnek a barionok és mezonok. Az erős kölcsönhatás a kvarkokat up és down kvarkokból álló kvark-antikvark párokba (mezonok, túlnyomórészt pionok), vagy hármas csoportokba (barionok: proton, neutron) zárja. A barionok és antibarionok nagy része annihilálódik, azonban a korai Univerzumban fennálló (eddig még megfelelően meg nem értett eredetű) részecske-antirészecske aszimmetria következtében a protonok és neutronok kis része megmarad.

Az elektromosan töltött $\pi ^{\pm }$ pionok bomlásai: $\pi ^{+}\rightarrow \mu ^{+}+\nu _{\mu }$ és $\pi ^{-}\rightarrow \mu ^{-}+\overline{\nu }_{\mu }$ (itt $\mu ^{-}$ müon, $\mu ^{+}$ antimüon, $\nu _{\mu }$ müonneutrínó, $% \overline{\nu }_{\mu }$ anti-müonneutrínó), illetve sokkal kevésbé valószínű folyamatok: $\pi ^{+}\rightarrow e^{+}+\nu _{e}$ , $\pi ^{-}\rightarrow e^{-}+% \overline{\nu }_{e}$ (itt $e^{-}$ elektron, $e^{+}$ pozitron, $\nu _{e}$ elektronneutrínó, $\overline{\nu }_{e}$ anti-elektronneutrínó); $\pi ^{+}\rightarrow \pi ^{0}+e^{+}+\nu _{e}$ , $\pi ^{+}\rightarrow \pi ^{0}+e^{-}+\overline{\nu }_{e}$ . Az elektromosan semleges $\pi ^{0}$ pion bomlásai: $\pi ^{0}\rightarrow 2\gamma$ (itt $\gamma$ foton), illetve a sokkal kevésbé valószínű: $\pi ^{0}\rightarrow \gamma +e^{+}+e^{-}$ . Az Univerzum $T\approx 1,5\times 10^{12}$ K ( MeV) hőmérsékletének elérésekor a pionok többsége már elbomlott.

A $T\approx 2,3\times 10^{12}$ K ( MeV) alatti hőmérsékleten a fotonok már nem tudnak müon-antimüon párokat kelteni, hiszen a $2\gamma \rightarrow \mu ^{+}+\mu ^{-}$ folyamat az energiamegmaradás következtében csak $% T\approx 2m_{\mu }\approx 210$ MeV felett hatásos. Így a müonok antirészecskéikkel annihilációja válik hatásossá. Hasonlóan a strange kvarkok is annihilálódnak antirészecskéikkel.

Az Univerzum anyagát $T\approx 1,2\times 10^{12}$ K ( MeV) alatti hőmérsékleten protonok, neutronok, fotonok, elektronok és neutrinók alkotják.

Szeged 2013-05-01