אנטי-חומר הוא חיה מוזרה. פיזיקאים מאמינים שלכל חלקיק שקיים ביקום שלנו, קיים אנטי-חלקיק זהה אך בעל מטען הפוך. אבל כאשר אנטי-חומר פוגש חומר, שני החלקיקים מושמדים בהבזק של אנרגיה. זה מוביל לחידה מסובכת: אם חומר ואנטי-חומר נוצרו שניהם בכמויות שוות על ידי המפץ הגדול, מדוע יש כל כך הרבה חומר סביבנו היום, וכל כך מעט אנטי-חומר?
אנטי-חומר אכן מתרחש באופן טבעי בתהליכים רדיואקטיביים, כמו למשל כאשר אשלגן-40 מתפרק. בעובדה מענגת, חוקר CERN מרקו גרסבק כותב זה אומר ש"הבננה הממוצעת שלך (המכילה אשלגן) פולטת פוזיטרון כל 75 דקות." אבל בסך הכל, צפינו בהרבה הרבה יותר חומר ביקום מאשר אנטי חומר.
סרטונים מומלצים
חדש ניסוי מ-CERN עשוי להכיל את התשובה לחידה הזו בת עשרות שנים. ניסויים הראו שחלקיקים כמו מזוונים, המורכבים מאחד קווארק ואנטי-קווארק אחד, יכול להפוך באופן ספונטני לאנטי-מזונים, ולהיפך - אבל התהליך הזה קורה יותר בכיוון אחד מאשר בכיוון השני. אנטי-קווארקים נוטים יותר להפוך לקווארקים מאשר שקווארקים יהפכו לאנטי-קווארקים, שאליהם מתייחסים הפיזיקאים כאל הפרת CP. עם הזמן, המשמעות היא שמצטבר יותר חומר ביקום.
אסימטריות אלו, כידוע, נצפו בכמה סוגים של קווארקים. בסך הכל, ישנם שישה סוגים או "טעמים" של קווארק (למעלה, למטה, למעלה, למטה, מוזר וקסם) ו אסימטריות נצפו בעבר בקווארקים מוזרים ותחתונים, שניהם שליליים טעון. עבודה תיאורטית אומרת שהסוג היחיד של קווארקים טעונים חיובית שצריך להראות אסימטריה הם קווארקים קסם - אם כי ההשפעה תהיה קטנה מאוד ולכן קשה לצפייה.
הניסוי החדש בחן חלקיקים המכונים D mesons שעשויים מקווארקי קסם. מדענים הצליחו לצפות באסימטריה במזונים D על ידי התבוננות בחלקיקים שנוצרו בהתנגשויות במאיץ ההדרונים הגדול (LHC). הם הסתכלו על מערך הנתונים המלא משבע השנים של פעילות LHC בין 2011 ל-2018, ובדקו את ההתפרקות של מזוונים D וגם אנטי-D mesons. הם מצאו הבדלים זעירים אך מובהקים סטטיסטית בין השניים, מה שסיפק את העדות הראשונה לאסימטריה בקוורקי קסם.
ייתכן שהא-סימטריה שנצפתה כאן לא נבעה מאותו מנגנון כמו הא-סימטריה של קווארקים מוזרים ותחתונים. אבל למרות זאת, זה עדיין יהיה ממצא מרגש - מכיוון שהוא מעלה את האפשרות לסוגים אחרים של אסימטריות חומר אנטי-חומר.
"התוצאה היא אבן דרך בהיסטוריה של פיזיקת החלקיקים", אמר אקהרד אלסן, מנהל CERN למחקר ומחשוב. הַצהָרָה. "מאז גילוי ה-D meson לפני יותר מ-40 שנה, פיסיקאי חלקיקים חשדו שהפרת CP מתרחשת גם במערכת זו, אבל רק עכשיו, בעצם באמצעות מדגם הנתונים המלא שנאסף על ידי הניסוי, שיתוף הפעולה של LHC הצליח סוף סוף לראות את השפעה.”
המלצות עורכים
- מתנגש החלקיקים הגדול בעולם כעת חזק עוד יותר
- אסטרונאוטים של ISS מתקנים גלאי פיזיקת חלקיקים בחלל
שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.
