Antistof er et mærkeligt dyr. Fysikere mener, at for hver partikel, der eksisterer i vores univers, er der en antipartikel, som er identisk, men som har den modsatte ladning. Men når antistof møder stof, udslettes begge partikler i et glimt af energi. Dette fører til en vanskelig gåde: Hvis stof og antistof begge blev produceret i lige store mængder af Big Bang, hvorfor er der så meget stof omkring os i dag og så lidt antistof?
Antistof forekommer naturligt i radioaktive processer, såsom når kalium-40 henfalder. I en dejlig factoid, Det skriver CERN-forsker Marco Gersabeck det betyder, at "din gennemsnitlige banan (som indeholder kalium) udsender en positron hvert 75. minut." Men overordnet set har vi observeret meget, meget mere stof i universet end antistof.
Anbefalede videoer
En ny eksperiment fra CERN kan indeholde svaret på dette årtier lange puslespil. Eksperimenter har vist, at partikler som mesoner, som består af en kvark og en anti-kvark, kan spontant blive til anti-mesoner, og omvendt - men denne proces sker mere i den ene retning end den anden. Anti-kvarker er mere tilbøjelige til at blive til kvarker, end kvarker bliver til anti-kvarker, hvilket fysikere omtaler som en
CP overtrædelse. Over tid betyder det, at der samler sig mere stof i universet.Disse asymmetrier, som de er kendt, er blevet observeret i flere typer kvarker. I alt er der seks typer eller "smag" af kvark (op, ned, top, bund, mærkelig og charme) og asymmetrier er tidligere blevet observeret i mærkelige kvarker og bundkvarker, som begge er negative opladet. Teoretisk arbejde siger, at den eneste type positivt ladede kvarker, der bør vise asymmetri, er charme-kvarker - selvom effekten ville være meget lille og derfor svær at observere.
Det nye eksperiment så på partikler kaldet D mesoner som er lavet af charmekvarker. Forskere var i stand til at observere asymmetri i D-mesoner ved at se på partiklerne skabt i kollisioner i Large Hadron Collider (LHC). De så på det fulde datasæt fra de syv år med LHC-operationer mellem 2011 og 2018 og tjekkede for henfald af både D-mesoner og anti-D-mesoner. De fandt små, men statistisk signifikante forskelle mellem de to, hvilket gav det første bevis på asymmetri i charmekvarker.
Det er muligt, at den her observerede asymmetri ikke skyldes den samme mekanisme som asymmetrien af mærkelige kvarker og bundkvarker. Men alligevel ville det stadig være et spændende fund - fordi det rejser muligheden for andre typer stof-antistof-asymmetrier.
"Resultatet er en milepæl i partikelfysikkens historie," sagde Eckhard Elsen, CERN-direktør for forskning og databehandling, i en udmelding. "Lige siden opdagelsen af D-mesonen for mere end 40 år siden har partikelfysikere haft mistanke om, at CP-krænkelse også forekommer i dette system, men det var først nu, ved at bruge i det væsentlige den fulde dataprøve indsamlet af eksperimentet, at LHC-samarbejdet endelig har været i stand til at observere effekt.”
Redaktørens anbefalinger
- Verdens største partikelkolliderer er nu endnu mere kraftfuld
- ISS-astronauter reparerer en partikelfysikdetektor i rummet
Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.
