LHCb: kolejna różnica między antymaterią a materią znaleziona.
Oto naukowy odpowiednik zabawy w “znajdź 10 różnic między obrazkami”: szukanie różnic między materią i antymaterią. Stawka w tym zadaniu jest duża: to odpowiedź na pytanie, dlaczego istniejemy. Teraz w eksperymencie LHCb w CERN badacze znaleźli kolejną (choć jeszcze nie ostatnią) różnicę.
Tuż po Wielkim Wybuchu – jak można przypuszczać – powstać powinny równe liczby cząstek materii i antymaterii. Cząstka ma przeciwny ładunek i jest lustrzanym odbiciem swojej antycząstki. A kiedy te dwie się spotkają – dochodzi do anihilacji. Wydawałoby się, że wszystkie cząstki i antycząstki powinny od razu zmienić się w energię w procesach anihilacji. Ale tak się nie stało, bo przecież istniejemy my, wszechświat? i cała reszta. A składamy się przecież z materii. Antymateria jest czymś znacznie rzadszym.
Za przetrwanie materii tworzącej nasz świat musiały odpowiadać jakieś subtelne różnice między nią a antymaterią. Niektóre z nich znamy od lat. Teraz międzynarodowy zespół fizyków, pracujący w ramach eksperymentu LHCb w europejskim ośrodku jądrowym CERN, dołożył kolejną cegiełkę do tej skomplikowanej układanki, na pozór niewielką, lecz o niebagatelnym znaczeniu. O badaniach tych informują przedstawiciele Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku w komunikacie przesłanym PAP.
Atrakcyjnym obiektem do badań nad tzw. łamaniem symetrii CP są mezony.
Mezony to cząstki nietrwałe – ale żyjące na tyle długo, że można badać ich własności. Pierwsze mezony (piony) zaobserwowano w pierwszej połowie XX w. w promieniowaniu kosmicznym. Dziś wiemy, że zbudowane są one z pary kwark i antykwark, a ponieważ samych kwarków mamy 6 rodzajów (fizycy mówią o sześciu zapachach, co nie ma jednak absolutnie nic wspólnego z wrażeniami węchowymi życia codziennego!), to kombinacji prowadzących do różnych mezonów jest naprawdę wiele.
Każdy mezon ma też oczywiście swoją antycząstkę, w której odpowiednie kwarki i antykwarki zamienione są swymi antypartnerami.
Łamanie symetrii CP w rozpadach neutralnych kaonów, czyli mezonów z kwarkiem i antykwarkiem górnym oraz dziwnym, zaobserwowano ponad pół wieku temu i doceniono Nagrodą Nobla. Dwadzieścia lat temu łamanie symetrii zauważono także wśród mezonów zawierających kwark piękny. Zagadką pozostawały między innymi mezony z kwarkiem powabnym, który pod względem masy plasuje się między kwarkiem dziwnym a pięknym.
?Do tej pory nie potrafiliśmy bezpośrednio i z odpowiednią precyzją zmierzyć, jak łamanie symetrii CP przejawia się w rozpadach mezonów powabnych. Wyniki analiz zaprezentowane na właśnie zakończonej konferencji fizyki wielkich energii ICHEP w Bolonii znakomicie wypełniają tę lukę? – mówi prof. Wojciech Wiślicki z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), cytowany w komunikacie swojego instytutu. Wyniki są dostępne na stronie LHCb.
Najnowsze wyniki to rezultat szczegółowych analiz około pięćdziesięciu milionów przypadków z rozpadami mezonów powabnych D0 na dodatnio i ujemnie naładowane kaony. Rozpady te rejestrowano przez kilka lat podczas zderzeń protonów w detektorze LHCb działającym przy Wielkim Zderzaczu Hadronów w ośrodku CERN pod Genewą. Część obliczeń związanych z obróbką danych przeprowadzono w Centrum Informatycznym Świerk.
?Tak naprawdę łamanie symetrii przestrzenno-ładunkowej w rozpadach mezonów powabnych po raz pierwszy zauważono w eksperymencie LHCb już trzy lata temu? ? wyjaśnia w komunikacie dr Artur Ukleja (NCBJ). – ?Jednak w przeciwieństwie do obecnego pomiaru, ówczesny nie sugerował tak jasno możliwych różnych asymetrii materia-antymateria między rozpadami mezonów powabnych na pary kaon-antykaon, a rozpadami na pary pion-antypion?.
Fizycy komentują, że najnowsze rezultaty eksperymentów w detektorze LHCb w kluczowy sposób uzupełniają naszą wiedzę o różnicach między materią a antymaterią. Model Standardowy narzuca bowiem ograniczenia na łamanie symetrii między materią a antymaterią. Gdyby zaobserwowano procentowo zbyt dużą liczbę takich zjawisk, byłby to rezultat niezgodny z przewidywaniami Modelu Standardowego, sygnalizujący istnienie nowej fizyki.
?Z przedstawionych w Bolonii danych wynika, że do łamania symetrii CP w przypadku mezonów powabnych dochodzi rzadko? – podsumowuje prof. Wiślicki. Na tyle rzadko, że wyniki te nie stoją w sprzeczności z Modelem Standardowym opisującym cząstki elementarne i ich oddziaływania.
Fizycy tłumaczą jednak, że rozbieżność między ilością materii obserwowanej we Wszechświecie a przewidywaniami naszych modeli kosmologicznych pozostaje widoczna nawet po uwzględnieniu najnowszych wyników. Nie jest to więc jeszcze ostatnia różnica między materią a antymaterią. Zagadka wciąż nie ma więc jednak pełnej odpowiedzi. “Kolejne wskazówki pozwalające rozwikłać tę zagadkę być może uda się zauważyć w ramach właśnie rozpoczętego kolejnego etapu zderzeń cząstek w akceleratorze LHC” – mają nadzieję fizycy.
Źródło informacji: PAP – Nauka w Polsce
Zdjęcie: PAP | Adobe Stock
Opinie i poglądy opublikowane na portalu cocomac.pl są wyłącznie opiniami i poglądami ich Autorów. Nie należy ich utożsamiać z poglądami redakcji. Również opinie wyrażane w publikowanych informacjach nie odzwierciedlają poglądów redakcji i wydawcy, a mają charakter informacyjny.
Bądź świadomym użytkownikiem ruchu drogowego. Wielu kierowców i innych uczestników ruchu nurtują pytania dotyczące zagadnień związanych z poruszaniem się po…
Serce złamane stresem. Kardiomiopatia to rzadkie zaburzenie serca, które powstaje w wyniku emocjonalnego lub fizycznego stresu, przy czym szczególnie dotyka…
ROZPYCHANIE ŚCIAN Pozycja do wykonania ćwiczenia: stojąca.Ilość powtórzeń: 10.Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: framuga drzwi. Pozycja wyjściowa: Ćwiczenie: Obejrzyj wideo z…
Już tradycyjnie w pierwszej połowie listopada stołeczne sale koncertowe wybrzmią dźwiękami dzieł Ignacego Jana Paderewskiego, genialnego pianisty, cenionego kompozytora i…
Światowa Organizacja Zdrowia klasyfikuje uzależnienie od nikotyny jako chorobę. Każdy palacz łatwo może sprawdzić, czy jest uzależniony od tego nałogu…
Wypalenie rodzicielskie Przedłużająca się pandemia szczególnie dotyka rodziców, którzy łączą zdalną pracę zawodową z całodzienną opieką nad dziećmi i edukacją…
Sztuczna inteligencja pomaga w diagnozie raka prostaty Opracowana przez polskich naukowców metoda wykorzystania sztucznej inteligencji opartej na sieci neuronowej może…
Autonomiczny samochód o umiejętnościach kierowcy driftowego ? nowy projekt Toyota Research Institute i Uniwersytetu Stanforda Naukowcy Toyoty oraz Uniwersytetu Stanforda…
Tych dobroczynnych substancji aronia ma najwięcej spośród wszystkich owoców? Cudze chwalicie, swego nie znacie! Warto wiedzieć, że pod względem zawartości…
Odwodnienie śmiertelnym zagrożeniem kierowcy. Nie wszyscy zdają sobie sprawę z fatalnych konsekwencji odwodnienia kierowcy. Zanim wyruszysz w podróż na długi…
Opiekunowie rodzinni osób starszych – zagrożeni wypaleniem i depresją Opieka nad bliską osobą starszą w wielu przypadkach wymaga reorganizacji własnego…
Odchudzanie w obecnych czasach jest zjawiskiem powszechnym. Wiele osób przynajmniej raz w życiu podejmowało próbę zrzucenia kilku kilogramów. Nic więc dziwnego, że…
Zaniedbanie jako najcięższy rodzaj przemocy wobec dziecka. Czym jest zaniedbanie w życiu dziecka? Zdaniem dr Teresy Jadczak-Szumiło z Polskiego Instytutu…