反物質は奇妙な生き物です。 物理学者は、私たちの宇宙に存在するすべての粒子には、同一であるが反対の電荷を持つ反粒子が存在すると信じています。 しかし、反物質が物質と接触すると、両方の粒子はエネルギーの閃光で消滅します。 これは、厄介な難問につながります。物質と反物質がビッグバンによって両方とも同量生成されたのであれば、なぜ今日私たちの周りに物質がこれほど多く、反物質はそれほど少ないのでしょうか?
反物質は、カリウム 40 が崩壊するときなど、放射性プロセスで自然に発生します。 楽しい事実として、 CERN研究者のマルコ・ガーサベック氏はこう書いている。 これは、「平均的なバナナ（カリウムを含む）は 75 分ごとに陽電子を放出する」ことを意味します。 しかし全体として、私たちは宇宙で反物質よりもはるかに多くの物質を観察してきました。
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新しい CERNの実験 この数十年にわたる謎の答えが見つかるかもしれない。 実験によると、粒子は中間子のようなものであり、 クォーク 反クォークの 1 つは自発的に反中間子に変化することがあり、その逆も同様です。ただし、このプロセスは一方の方向でのみ発生し、他方の方向で発生します。 クォークが反クォークに変わるよりも、反クォークがクォークに変わる可能性が高く、これを物理学者は「反クォーク」と呼びます。 CP違反. 時間が経つにつれて、これは宇宙でより多くの物質が発生することを意味します。
これらの非対称性は、知られているように、いくつかの種類のクォークで観察されています。 クォークには全部で6種類の「フレーバー」（上、下、上、下、ストレンジ、チャーム）があり、 非対称性はストレンジクォークとボトムクォークで以前に観察されており、どちらも負の対称性を持っています。 充電された。 理論研究によれば、非対称性を示す唯一の正に荷電したクォークはチャーム クォークであるとされていますが、その影響は非常に小さいため、観察するのは困難です。
新しい実験では、と呼ばれる粒子に注目しました。 D中間子 チャームクォークでできています。 科学者たちは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の衝突で生成される粒子を観察することで、D 中間子の非対称性を観察することができました。 彼らは、2011年から2018年までの7年間のLHC運用からの完全なデータセットを調べ、D中間子と反D中間子の両方の崩壊をチェックした。 彼らは、両者の間に小さいながらも統計的に有意な違いを発見し、チャーム クォークの非対称性の最初の証拠を提供しました。
ここで観察された非対称性は、ストレンジクォークやボトムクォークの非対称性と同じメカニズムによるものではない可能性があります。 しかし、たとえそうであったとしても、それは依然として興味深い発見であることに変わりはない。なぜなら、それは他の種類の物質と反物質の非対称性の可能性を高めるからである。
「この結果は素粒子物理学の歴史における画期的な出来事です」とCERN研究・コンピューティング担当ディレクターのエックハルト・エルセン氏は論文で述べた。 声明. 「40年以上前にD中間子が発見されて以来、素粒子物理学者はこの系でもCP破れが起こっているのではないかと疑っていましたが、 実験によって収集された基本的に完全なデータサンプルを使用して、LHC の共同作業が最終的に観察することができたのは今になって初めてです。 効果.”
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