バリオン数生成
このことは観測されたすべての粒子の反応が前と後で等しいことを示唆しているようである。数学的には、(摂動)標準模型のハミルトニアンを持つバリオン数量子演算子の交換子はゼロである。 [ B , H ] = B H − H B = 0 {\displaystyle [B,H]=BH-HB=0} .しかし、標準模型は非摂動的にのみバリオン数の保存を破ることが知られている(グローバルU(1)アノマリー)。バリオン数生成におけるバリオンの破れを説明するためにそのような事象(陽子崩壊を含む)は、Xボソンなどの仮想の重いボソンを介して大統一理論(GUT)および超対称性(SUSY)模型で生じる可能性がある。
2番目の条件であるCP対称性の破れは1964年に発見された(直接的なCPの破れ、つまり崩壊過程におけるCP対称性の破れは1999年に発見された)。CPT対称性のため、CP対称性の破れはT対称性を必要とする。
平衡ではない崩壊のシナリオでは、最後の条件はバリオン非対称性を生成する反応の速度は宇宙の膨張速度よりも小さくなければならないことを述べている。この状況では急速な膨張により対消滅の発生が減少するため、粒子とそれに対応する反粒子は熱平衡に達しない。
現代宇宙論において、バリオン数生成(英語:baryogenesis)は、初期宇宙で起こったと考えられている物理過程であり、バリオン非対称性(英語版)、すなわち観測される宇宙における物質(バリオン)と反物質(反バリオン)の不均衡を生み出したと考えられている。
現代物理学における未解決の問題の1つは、宇宙において反物質よりも物質の方が優勢であることである。宇宙は全体として非ゼロで正のバリオン数密度を持つ、つまり物質が存在するように見える。宇宙論においてはわれわれが見ている粒子は現在われわれが測定している物理学と同じ物理学で作られたと仮定されているため、通常、物質と反物質は同じ量作られており全体のバリオン数はゼロであると予想される。このため、特定の条件下では(反物質ではなく)通常の物質が生成されやすい対称性の破れのメカニズムがいくつか提案されている。この不均衡は非常に小さく、ビッグバン後のほんの数秒後の粒子10000000000 (10)個につき1つであったであろうが、物質と反物質の大部分が消滅した後に残ったのは現在の宇宙に存在するすべてのバリオン物質とそれよりもはるかに多くのボース粒子であった。2010年にフェルミ研究所で報告された実験では、この不均衡は以前の想定よりもはるかに大きいことが明らかになったようである。