Η «μυστηριώδης φυσική αντιύλης» που ανακαλύφθηκε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων

Πρόκειται για την παρατήρηση μιας διαφοράς μεταξύ ύλης και αντιύλης σε σωματίδια που ονομάζονται βαρυόνια. Για την ακρίβεια είναι η πρώτη παρατήρηση παραβίασης της συμμετρίας CP σε διασπάσεις βαρυονίων.

Η ύλη και η αντιύλη είναι είναι σχεδόν ίδιες από κάθε άποψη, εκτός από το ηλεκτρικό τους φορτίο. Και λέμε σχεδόν ίδιες, γιατί πολύ σπάνια η ύλη και η αντιύλη εμφανίζουν διαφορές στην συμπεριφορά τους. Και όταν συμβαίνει αυτό, οι φυσικοί ενθουσιάζονται πολύ.

Αν οι νόμοι της φυσικής ήταν απόλυτα συμμετρικοί, η ύλη και η αντιύλη θα είχαν δημιουργηθεί σε ίσες ποσότητες μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Όμως, το ορατό σύμπαν αποτελείται από ύλη, με την αντιύλη να αποτελεί πολύ μικρό κλάσμα της: η αναλογία ύλης-αντιύλης ισούται με ένα δισεκατομμυριοστό περίπου. Η ερμηνεία αυτής της ανισορροπίας μεταξύ ύλης και αντιύλης αποτελεί ένα από τα ανοιχτά προβλήματα στη φυσική. Απαραίτητη προϋπόθεση για την δημιουργία ασυμμετρίας ύλης-αντιύλης είναι η παραβίαση της συμμετρίας συζυγίας φορτίου C και της συμμετρίας της ομοτιμίας P – πιο σύντομα της συμμετρίας CP.

H συμμετρία CP σημαίνει ότι οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι αν ένα σωματίδιο αντικατασταθεί με το αντίστοιχο αντισωματίδιο ενώ οι χωρικές συντεταγμένες αναστρέφονται. Κάποιο επίπεδο παραβίασης CP προβλέπεται από το καθιερωμένο πρότυπο φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων και παρατηρήθηκε  πειραματικά σε διασπάσεις μεσονίων Β και D. Τα πειράματα έδειξαν επίσης παραβίαση της CP στις ταλαντώσεις νετρίνων. Όμως απαιτούνταν ισχυρότερες παραβιάσεις για να εξηγηθεί η ανισοροπία ύλης-αντιύλης στο σύμπαν, οπότε οι φυσικοί αναζητούν νέες πηγές παραβίασης της CP.

Πριν από δύο ημέρες δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature αυτό που οι φυσικοί τoυ πειράματος LHCb είχαν ανακοινώσει πριν από τέσσερις μήνες περίπου. Ότι παρατήρησαν μια νέα κατηγορία σωματιδίων αντιύλης (αντι-βαρυόνια \bar{\Lambda}^{0}_{b}) που διασπώνται με διαφορετικό ρυθμό από τα αντίστοιχα σωματίδια ύλης (βαρυόνια \Lambda^{0}_{b}). Η ανακάλυψη αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην προσπάθεια των φυσικών να λύσουν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στο σύμπαν: γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτα.

Σύμφωνα με τον Xueting Yang του Πανεπιστημίου του Πεκίνου, μέλος της ομάδας LHCb: «Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ορόσημο στην αναζήτηση παραβίασης CP. Δεδομένου ότι τα βαρυόνια είναι τα δομικά στοιχεία όλων των καθημερινών πραγμάτων γύρω μας, η πρώτη παρατήρηση παραβίασης CP στα βαρυόνια ανοίγει ένα νέο παράθυρο για την αναζήτηση νέας φυσικής». Επιπλέον, ένας από τους σημαντικότερους θεωρητικούς φυσικούς σήμερα, ο Edward Witten του Ινστιτούτου Προηγμένων Σπουδών στο Πρίνστον, δήλωσε: «Είναι μια εκπληκτική μέτρηση. Τα βαρυόνια που περιέχουν b κουάρκ είναι σχετικά δύσκολο να παραχθούν και η σχεδόν ανεπαίσθητη παραβίαση CP που προκύπτει είναι πολύ δύσκολο να μελετηθεί.»

Διαβάσετε περισσότερες λεπτομέρειες για την ανακάλυψη αυτή:
1. Ένα σημαντικό ορόσημο στην ιστορία της σωματιδιακής φυσικής
2. Mysterious Antimatter Physics Discovered at the Large Hadron Collider
3. CP violation in baryons is seen for the first time at CERN



Κατηγορίες:ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ, LHC

Ετικέτες: ,

Σχολιάστε

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.