Pentru prima dată, fizicienii din cea mai mare distrugere cu atomi din lume au observat diferențe de degradare a particulelor și a antiparticulelor care conțin un bloc de bază de materie, numit quark farmecul.
Constatarea ar putea ajuta la explicarea misterului de ce materia există deloc.
„Este o etapă istorică”, a declarat Sheldon Stone, profesor de fizică la Universitatea Syracuse și unul dintre colaboratorii noii cercetări.
Materie și antimaterie
Fiecare particulă de materie are un antiparticul, care este identic în masă, dar cu o sarcină electrică opusă. Când materia și antimateria se întâlnesc, se anihilează reciproc. Asta e o problema. Big Bang-ul ar fi trebuit să creeze o cantitate echivalentă de materie și antimaterie și toate acele particule ar fi trebuit să se distrugă reciproc, lăsând în urmă nimic altceva decât energie pură.
Noțiunea de încălcare a CP a venit de la fizicianul rus Andrei Sakharov, care a propus-o în 1967 ca o explicație pentru ce materia a supraviețuit Big Bang-ului.
"Acesta este unul dintre criteriile necesare pentru ca noi să existăm", a spus Stone, deci este important să înțelegem care este originea încălcării CP. "
Există șase tipuri diferite de quark, toate cu propriile proprietăți: sus și jos, sus și jos și farmec și ciudat. În 1964, fizicienii au observat pentru prima dată încălcarea CP în viața reală în crizuri ciudate. În 2001, au văzut că se întâmplă cu particule care conțin quark-uri de jos. (Ambele descoperiri au condus la premii Nobel pentru cercetătorii implicați.) Fizicienii au teoretizat de mult că s-a întâmplat și cu particule care conținau quark-uri de farmec, dar nimeni nu o văzuse vreodată.
Fermecat, sunt sigur
Piatra este unul dintre cercetătorii experimentului de înfrumusețare Big Hadron Collider (LHC), care folosește colizorul de Hadroni mari de la CERN, inelul de 27 de kilometri (27 de kilometri) de la granița franceză-elvețiană, care trimite particule subatomice îngrijindu-se una pentru cealaltă. creați sclipirile de energie care au urmărit Big Bang-ul. Pe măsură ce particulele se sfărâmă între ele, acestea se descompun în părțile lor constitutive, care apoi se descompun în fracțiuni de secundă până la particule mai stabile.
Ultimele observații au implicat combinații de quark numite mezoane, în special mezonul D0 („d-zero”) și mezonul anti-D0. Mesonul D0 este format dintr-un quark de farmec și un anti-up quark (antiparticulul quark up). Mesonul anti-D0 este o combinație între un quark anti-farmec și un quark sus.
Ambele mesoane se descompun în multe feluri, dar unele procente mici se termină sub formă de mesoni numiți caoni sau pioni. Cercetătorii au măsurat diferența dintre ratele de descompunere între D0 și anti-D0 meson, un proces care a implicat luarea măsurătorilor indirecte pentru a se asigura că nu măsurau doar o diferență în producția inițială a celor două mezoane sau diferențele în cât de bine. echipamentele ar putea detecta diverse particule subatomice.
Linia de jos? Raporturile de degradare diferă cu o zecime de procente.
„Mijloacele D0 și anti-D0 nu se degradează în același ritm, și asta este ceea ce numim încălcare CP”, a spus Stone.
Și asta face lucrurile interesante. Diferențele dintre scăderi probabil nu sunt suficient de mari pentru a explica ce s-a întâmplat după Big Bang pentru a lăsa în urmă atâta materie, a spus Stone, deși este suficient de mare pentru a fi surprinzător. Dar acum, a spus el, teoreticienii fizicii primesc rândul lor cu datele.
Fizicienii se bazează pe ceva numit Modelul standard pentru a explica, bine, totul la scara subatomică. Întrebarea de acum, a spus Stone, este dacă previziunile făcute de Modelul Standard pot explica măsurarea quark-ului de farmec pe care echipa tocmai a făcut-o sau dacă va necesita un fel de fizică nouă - ceea ce, a spus Stone, va fi rezultatul cel mai interesant.
„Dacă acest lucru ar putea fi explicat doar de fizica nouă, acea fizică nouă ar putea conține ideea de unde provine această încălcare CP”, a spus el.
Cercetătorii au anunțat descoperirea într-un webcast CERN și au publicat o amprentă a unei lucrări care detaliază rezultatele online.
- Ce e aia? Întrebările dvs. de fizică au răspuns
- Cele mai mari 18 mistere nesoluționate în fizică
- Fotografii: Cel mai mare Smasher Atom din lume (LHC)
