Antymateria to dziwna bestia. Fizycy wierzą, że na każdą cząstkę istniejącą w naszym wszechświecie przypada antycząstka, która jest identyczna, ale ma przeciwny ładunek. Kiedy jednak antymateria spotyka się z materią, obie cząstki ulegają anihilacji w błysku energii. Prowadzi to do trudnej zagadki: jeśli materia i antymateria zostały wytworzone w równych ilościach podczas Wielkiego Wybuchu, dlaczego dzisiaj wokół nas jest tak dużo materii, a tak mało antymaterii?
Antymateria występuje naturalnie w procesach radioaktywnych, na przykład podczas rozpadu potasu-40. W uroczym fakcie, – pisze badacz CERN, Marco Gersabeck oznacza to, że „przeciętny banan (zawierający potas) emituje pozyton co 75 minut”. Ale ogólnie rzecz biorąc, zaobserwowaliśmy we wszechświecie znacznie więcej materii niż antymaterii.
Polecane filmy
Nowy eksperyment z CERN-u może zawierać odpowiedź na tę ciągnącą się od dziesięcioleci zagadkę. Eksperymenty wykazały, że cząstki przypominają mezony, które składają się z jednego
twaróg i jeden antykwark, mogą spontanicznie zamienić się w antymezony i odwrotnie — ale proces ten zachodzi bardziej w jednym kierunku niż w drugim. Antykwarki częściej zamieniają się w kwarki niż kwarki w antykwarki, co fizycy nazywają Naruszenie PK. Z biegiem czasu oznacza to, że we wszechświecie gromadzi się coraz więcej materii.Te asymetrie, jak są znane, zaobserwowano w kilku typach kwarków. W sumie istnieje sześć rodzajów lub „smaków” kwarku (górny, dolny, górny, dolny, dziwny i czarujący) i asymetrie obserwowano już wcześniej w kwarkach dziwnych i dolnych, przy czym oba są ujemne naładowany. Prace teoretyczne mówią, że jedynym typem dodatnio naładowanych kwarków, który powinien wykazywać asymetrię, są kwarki powabne – chociaż efekt byłby bardzo mały i dlatego trudny do zaobserwowania.
W nowym eksperymencie przyjrzano się cząstkom zwanym mezony D które zbudowane są z kwarków powabnych. Naukowcom udało się zaobserwować asymetrię mezonów D, przyglądając się cząstkom powstałym w wyniku zderzeń w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Przyjrzeli się pełnemu zbiorowi danych z siedmiu lat pracy LHC w latach 2011–2018 i sprawdzili rozpady zarówno mezonów D, jak i mezonów anty-D. Odkryli niewielkie, ale statystycznie istotne różnice między nimi, dostarczając pierwszego dowodu na asymetrię kwarków powabnych.
Możliwe, że zaobserwowana tutaj asymetria nie wynika z tego samego mechanizmu, co asymetria kwarków dziwnych i dolnych. Ale mimo to byłoby to ekscytujące odkrycie – ponieważ zwiększa możliwość wystąpienia innych typów asymetrii materii i antymaterii.
„Wynik jest kamieniem milowym w historii fizyki cząstek elementarnych” – powiedział Eckhard Elsen, dyrektor ds. badań i obliczeń w CERN, w oświadczenie. „Od czasu odkrycia mezonu D ponad 40 lat temu fizycy cząstek elementarnych podejrzewali, że w tym układzie występuje również naruszenie CP, ale dopiero teraz, wykorzystując zasadniczo pełną próbkę danych zebranych w ramach eksperymentu, w ramach współpracy LHC udało się wreszcie zaobserwować efekt.”
Zalecenia redaktorów
- Największy na świecie zderzacz cząstek jest teraz jeszcze potężniejszy
- Astronauci ISS naprawiają detektor fizyki cząstek w kosmosie
Ulepsz swój styl życiaDigital Trends pomaga czytelnikom śledzić szybko rozwijający się świat technologii dzięki najnowszym wiadomościom, zabawnym recenzjom produktów, wnikliwym artykułom redakcyjnym i jedynym w swoim rodzaju zajawkom.
