Antimaterie er et merkelig beist. Fysikere tror at for hver partikkel som eksisterer i universet vårt, er det en antipartikkel som er identisk, men som har motsatt ladning. Men når antimaterie møter materie, blir begge partiklene tilintetgjort i et glimt av energi. Dette fører til en vanskelig gåte: Hvis materie og antimaterie begge ble produsert i like store mengder av Big Bang, hvorfor er det så mye materie rundt oss i dag, og så lite antimaterie?
Antimaterie forekommer naturlig i radioaktive prosesser, for eksempel når kalium-40 forfaller. I en herlig fakta, Det skriver CERN-forsker Marco Gersabeck dette betyr at "den gjennomsnittlige bananen din (som inneholder kalium) avgir en positron hvert 75. minutt." Men totalt sett har vi observert mye, mye mer materie i universet enn antimaterie.
Anbefalte videoer
En ny eksperiment fra CERN kan inneholde svaret på dette flere tiår lange gåten. Eksperimenter har vist at partikler liker mesoner, som består av en kvark
og en anti-kvark, kan spontant bli til anti-mesons, og omvendt - men denne prosessen skjer mer i én retning enn den andre. Det er mer sannsynlig at antikvarker blir til kvarker enn at kvarker blir til antikvarker, som fysikere omtaler som en CP-brudd. Over tid betyr dette at det samler seg mer materie i universet.Disse asymmetriene, som de er kjent, har blitt observert i flere typer kvarker. Totalt er det seks typer eller "smaker" av kvark (opp, ned, topp, bunn, merkelig og sjarm) og asymmetrier er tidligere observert i merkelige kvarker og bunnkvarker, som begge er negative ladet. Teoretisk arbeid sier at den eneste typen positivt ladede kvarker som bør vise asymmetri er sjarmkvarker - selv om effekten ville være veldig liten og derfor vanskelig å observere.
Det nye eksperimentet så på partikler kalt D mesoner som er laget av sjarmkvarker. Forskere var i stand til å observere asymmetri i D mesoner ved å se på partiklene som ble skapt i kollisjoner i Large Hadron Collider (LHC). De så på hele datasettet fra de syv årene med LHC-operasjoner mellom 2011 og 2018, og sjekket for forfall av både D-mesoner og anti-D-mesoner. De fant små, men statistisk signifikante forskjeller mellom de to, og ga det første beviset på asymmetri i sjarmkvarker.
Det er mulig at asymmetrien som ble observert her ikke skyldtes den samme mekanismen som asymmetrien til merkelige kvarker og bunnkvarker. Men likevel ville det fortsatt være et spennende funn - fordi det øker muligheten for andre typer materie-antimaterie-asymmetrier.
"Resultatet er en milepæl i partikkelfysikkens historie," sa Eckhard Elsen, CERN-direktør for forskning og databehandling, i en uttalelse. "Helt siden oppdagelsen av D-mesonen for mer enn 40 år siden har partikkelfysikere mistenkt at CP-brudd også forekommer i dette systemet, men det var først nå, ved å bruke i det vesentlige hele dataprøven samlet inn av eksperimentet, at LHC-samarbeidet endelig har vært i stand til å observere effekt.”
Redaktørenes anbefalinger
- Verdens største partikkelkolliderer er nå enda kraftigere
- ISS-astronauter fikser en partikkelfysikkdetektor i verdensrommet
Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.
