Антиматерия — странный зверь. Физики полагают, что на каждую частицу, существующую в нашей Вселенной, существует античастица, идентичная, но имеющая противоположный заряд. Но когда антивещество встречается с материей, обе частицы уничтожаются во вспышке энергии. Это приводит к сложной загадке: если материя и антиматерия были произведены в равных количествах в результате Большого взрыва, почему сегодня вокруг нас так много материи и так мало антиматерии?
Антиматерия действительно возникает естественным образом в радиоактивных процессах, например, при распаде калия-40. В восхитительном факте, Пишет исследователь ЦЕРН Марко Герсабек это означает, что «обычный банан (содержащий калий) испускает позитрон каждые 75 минут». Но в целом мы наблюдали во Вселенной гораздо больше материи, чем антиматерии.
Рекомендуемые видео
новый эксперимент от ЦЕРН может содержать ответ на эту загадку, тянущуюся десятилетиями. Эксперименты показали, что частицы типа мезонов, состоящие из одного
кварк и один антикварк может самопроизвольно превратиться в антимезоны и наоборот — но этот процесс происходит больше в одном направлении, чем в другом. Антикварки с большей вероятностью превратятся в кварки, чем кварки в антикварки, которые физики называют нарушение CP. Со временем это означает, что во Вселенной накапливается больше материи.Эти асимметрии, как они известны, наблюдались в нескольких типах кварков. Всего существует шесть типов или «ароматов» кварка (верхний, нижний, верхний, нижний, странный и очаровательный) и асимметрии ранее наблюдались в странных и нижних кварках, оба из которых отрицательно взимается плата. В теоретической работе говорится, что единственный тип положительно заряженных кварков, который должен демонстрировать асимметрию, — это очаровательные кварки, хотя эффект будет очень мал и, следовательно, его трудно наблюдать.
В новом эксперименте изучались частицы, называемые D-мезоны которые состоят из очаровательных кварков. Учёным удалось наблюдать асимметрию D-мезонов, наблюдая за частицами, образовавшимися в результате столкновений на Большом адронном коллайдере (БАК). Они просмотрели полный набор данных за семь лет работы БАКа с 2011 по 2018 год и проверили распады как D-мезонов, так и анти-D-мезонов. Они обнаружили крошечные, но статистически значимые различия между ними, что стало первым доказательством асимметрии очарованных кварков.
Возможно, что наблюдаемая здесь асимметрия обусловлена не тем же механизмом, что и асимметрия странных и нижних кварков. Но даже в этом случае это все равно было бы захватывающим открытием, потому что оно открывает возможность существования других типов асимметрии материи и антивещества.
«Результат является важной вехой в истории физики элементарных частиц», — сказал Экхард Элсен, директор по исследованиям и вычислениям ЦЕРН, в своем докладе. заявление. «С момента открытия D-мезона более 40 лет назад физики элементарных частиц подозревали, что в этой системе также происходит CP-нарушение, но только сейчас, используя по существу полную выборку данных, собранную в ходе эксперимента, коллаборация БАК наконец смогла наблюдать эффект.”
Рекомендации редакции
- Крупнейший в мире коллайдер частиц стал еще мощнее
- Астронавты МКС чинят в космосе детектор физики элементарных частиц
Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.
