Прекретница у историји физике честица: зашто материја постоји?

технолошки пројекти
ЦЕРН-ов велики хадронски сударачЦЕРН

Антиматерија је чудна звер. Физичари верују да за сваку честицу која постоји у нашем универзуму постоји античестица која је идентична, али има супротан набој. Али када се антиматерија сретне са материјом, обе честице су уништене у бљеску енергије. Ово доводи до шкакљиве загонетке: ако су материја и антиматерија произведени у једнаким количинама Великим праском, зашто данас има толико материје око нас, а тако мало антиматерије?

Антиматерија се природно јавља у радиоактивним процесима, као што је када се калијум-40 распада. У дивној чињеници, пише истраживач ЦЕРН-а Марко Герсабек то значи да "ваша просечна банана (која садржи калијум) емитује позитрон сваких 75 минута." Али све у свему, приметили смо много, много више материје у универзуму него антиматерије.

Препоручени видео снимци

А ново експеримент из ЦЕРН-а можда садржи одговор на ову деценијама дугу загонетку. Експерименти су показали да честице попут мезона, који се састоје од једног кварк и један антикварк, може спонтано да се претвори у анти-мезоне, и обрнуто — али овај процес се дешава више у једном правцу него у другом. Већа је вероватноћа да ће се антикваркови претворити у кваркове него што ће се кваркови претворити у антикваркове, што физичари називају

Кршење ЦП. Временом, то значи да се више материје акумулира у универзуму.

Ове асиметрије, као што су познате, примећене су у неколико типова кваркова. Укупно, постоји шест типова или „укуса“ кварка (горе, доле, врх, дно, чудан и шарм) и асиметрије су раније примећене у чудним и доњим кварковима, а оба су негативна наплаћено. Теоријски рад каже да су једини тип позитивно наелектрисаних кваркова који треба да покажу асиметрију шарм кваркови - иако би ефекат био веома мали и стога га је тешко приметити.

Нови експеримент је посматрао честице тзв Д мезони који су направљени од шарм кваркова. Научници су могли да посматрају асиметрију у Д мезонима гледајући честице настале у сударима у Великом хадронском сударачу (ЛХЦ). Они су погледали комплетан скуп података из седам година рада ЛХЦ-а између 2011. и 2018. и проверили распаде и Д мезона и анти-Д мезона. Пронашли су мале, али статистички значајне разлике између њих, пружајући први доказ асиметрије шарм кваркова.

Могуће је да асиметрија која је овде уочена није била последица истог механизма као и асиметрија чудних и доњих кваркова. Али чак и тако, то би и даље било узбудљиво откриће - јер повећава могућност других врста асиметрије материје и антиматерије.

„Резултат је прекретница у историји физике честица“, рекао је Ецкхард Елсен, директор ЦЕРН-а за истраживање и рачунарство. изјава. „Још од открића Д мезона пре више од 40 година, физичари честица сумњају да се ЦП кршење такође дешава у овом систему, али тек сада, користећи у суштини пун узорак података прикупљених експериментом, ЛХЦ сарадња је коначно успела да посматра ефекат.

Препоруке уредника

  • Највећи сударач честица на свету је сада још моћнији
  • Астронаути ИСС-а поправљају детектор физике честица у свемиру

Надоградите свој животни стилДигитални трендови помажу читаоцима да прате убрзани свет технологије са свим најновијим вестима, забавним рецензијама производа, проницљивим уводницима и јединственим кратким прегледима.