Велики хадронски сударач открива антиматерије необично да се чудно понаша у новој класи честица
Мистериозна физика антиматерије откривена у великом хадрон Цоллидер-у
Експеримент ЛХЦБ је приметио нову разлику између материје и антиматерија у честицама које се називају Барионс
Илустрација честица барионског иверице.
Тхомас Парсонс / Извор науке
Материја и антиматерија су попут огледала супротности: они су исти у сваком погледу, осим њиховог електричног набоја. Па, скоро исто, веома повремено, материа и антиматерија се другачије понашају једни од других, а када то раде, физичари се веома узбуђују. Сада су научници на највећем судару на светском честицама примијетили нову класу честица антиматерија које се разбијају различита стопа од њихових матичних колега. Откриће је значајан корак у потрази за физичарима да реши једну од највећих мистерија у Универзуму: зашто постоји нешто него ништа.
Свет око нас је направљен од материје – звезда, планете, људи и ствари које насељавају наше космосе састоје се од атома који садрже само материју и нема антиматерије. Али то није морало бити овако. Наше најбоље теорије сугерирају да је, када је универзум рођен, имао је једнаке количине материје и антиматерије, а када су се њих двоје успоставили, уништили су једни друге. Из неког разлога је преживело мали вишак материје и наставио да створи физички свет. Зашто? Нико не зна.
Тако су физичари били на лову на било који знак разлике између материје и антиматерије, познатих на пољу као кршењем „симетрије паритета“ набојности „,“ или кршење ЦП-а, што би могло објаснити зашто је нека материја избегла уништење у раном универзуму.
О подржавању научног новинарства
Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.
Данас су физичари на великом Хадрон Цоллидер (ЛХЦ) на ЛХЦБ експеримент објавили папир у часопису Природа Најављујући да су први пут мерили кршење ЦП-а у баријалима – класа честица која укључује протоне и неутроне унутар атома. Барионс је саграђен од троструких мањих честица које се зову кваркови. Претходни експерименти из 1964. године видели су кршење ЦП у мезон честицама, које се за разлику од бариона направе од параар-антикварског пара. У новом експерименту, научници су приметили да су бариони направљени од куарка, доље и један од њихових егзотичнијих рођака који су распадали козметички кварк чешће од барионса направљених од антиматерија од антиматеријестих верзија исте три кваркова.
Магнет за ЛХЦБ (велики хадрон Цоллидер Беаути) детектор честица у ЦЕРН-у (лабораторија за европску физику честица у близини Женеве, Швајцарска.
„Ово је прекретница у потрази за кршењем ЦП-а“, каже Ксуетинг Ианг Пекинг Универзитета, члан тима ЛХЦБ који је анализирао податке иза мерења. „Будући да су Барионс грађевински блокови свакодневних ствари око нас, прво посматрање кршења ЦП-а у Барионсу отвара се нови прозор за нас да тражимо наговештаје нове физике.“
Експеримент ЛХЦБ је једина машина на свијету који може да позове довољно енергија да направе барионс који садрже куарке лепоте. То ради то убрзавањем протона до скоро брзином светлости, а затим их разбијући у око 200 милиона судара сваке секунде. Како се протони растопи, енергија судара изводи нове честице у биће.
„То је невероватно мерење“, каже теоријска физичара Едвард Виттен Института за напредно студију, која није била укључена у експеримент. „Барионс који садржи б (Лепота) кваркови су релативно тешко производити, а кршење ЦП је врло деликатно и тешко је проучити. „
Лонг-дугачак 6000 стопа, 6.000 тона ЛХЦБ експеримент може да прати све честице створене током судара и многих различитих начина на које се могу сломити на мање честице. „Детектор је попут гигантске четвородимензионалне камере која је у стању да забележи одломак свих честица кроз њу“, каже ЛХЦБ портпарол и коаутор Студиј Цоаутор Винцензо Вагнони Италијанског националног института за нуклеарну физику (инфн). „Уз све ове информације, прецизно можемо реконструисати оно што се догодило у почетном судару и све што је изашло и затим пропадало.“
Научници разлике у том случају су примећени у овом случају релативно мали и уклапа се у предвиђају стандардног модела физике честица – владајући теорију субатомске области. Међутим, овај канал кршења ЦП-а, међутим, не може да објасни дубоку асиметрију између материје и антиматерије, видимо целокупно свемир.
„Сам мерење је велико достигнуће, али резултат ми је, не чуди“, каже Јессица Турнер, теоретски физичар у Дурхам Универзитету у Енглеској, који није био укључен у истраживање. „Посматрани кршење ЦП-а изгледа да је у складу са оним што је премерено у сектору кварца и знамо да то није довољно за производњу посматране асиметрије барион.“
Да бисте разумели како је вата добила горњу руку у раном универзуму, физичари морају да пронађу нове начине који су важне и антиматерија, највероватније витићи честица које тек треба да се виде. „Требало би да постоји нова класа честица које су биле присутне у раном универзуму, што показује много већи износ овог понашања“, каже Вагнони. „Покушавамо да нађемо мале разлике између онога што посматрамо и оно што је предвиђено стандардним моделом. Ако нађемо несклад, онда можемо прецизирати шта није у реду.“
Истраживачи се надају да ће открити више пукотина у стандардном моделу јер експеримент настави да ради. На крају би ЛХЦБ требало да прикупи око 30 пута више података него што је коришћен за ову анализу, што ће омогућити физичарима да претражују кршење ЦП у пропадањима честица који су овде чак и овде посматрани. Зато будите подешени за одговор на то зашто ишта уопште постоји.
