A világ legnagyobb atomerősítőjének fizikusai először láttak különbségeket a részecskék és részecskék lebomlásában, amelyek az anyag alapvető építőelemeit, a varázskvarkot hívják.
A megállapítás megmagyarázhatja annak rejtélyét, hogy miért létezik az anyag.
"Ez egy történelmi mérföldkő" - mondta Sheldon Stone, a Syracuse Egyetem fizikai professzora és az új kutatás egyik munkatársa.
Anyag és antianyag
Az anyag minden részecskéjének részecske-ellenes része van, amelynek tömege azonos, de ellentétes elektromos töltéssel rendelkezik. Amikor az anyag és az antianyag találkoznak, megsemmisítik egymást. Az egy probléma. A Nagyrobbanásnak azonos mennyiségű anyagot és antianyagot kellett volna létrehoznia, és ezeknek a részecskéknek gyorsan el kellett volna pusztítaniuk egymást, és nem hagytak semmit hátra, csak a tiszta energiát.
A CP megsértésének fogalma Andrei Szaharov orosz fizikustól származik, aki 1967-ben azt javasolta, hogy magyarázatot adjon arra, hogy az anyag miért élte túl a Nagyrobbanást.
"Ez az egyik kritérium a létezéshez," mondta Stone. "Tehát nagyon fontos megérteni, hogy mi okozza a CP megsértését".
Hat különböző típusú kvark létezik, amelyek mindegyikének megvan a saját tulajdonságai: felfelé és lefelé, felül és alul, bájjal és furcsa. 1964-ben a fizikusok először furcsa kvarcokban figyelték meg a CP megsértését a valós életben. 2001-ben látták, hogy ez történik az alsó kvarkokat tartalmazó részecskékkel. (Mindkét felfedezés Nobel-díjhoz vezetett az érintett kutatók számára.) A fizikusok már régóta elmélték, hogy ez történik a varázskvarcokat tartalmazó részecskékkel is, de senki sem látta.
Elbűvölt, biztos vagyok benne
Stone az egyik kutató a Large Hadron Collider (LHC) szépségkísérletben, amely a CERN Large Hadron Collider-jét, a francia – svájci határon lévő 16,5 mérföldes (27 kilométeres) gyűrűt használja, amely egymáshoz ápoló szubatomos részecskéket küld vissza hozzon létre a nagy robbanást követő elképesztő energia villogásait. Ahogy a részecskék összetörtek, alkotóelemeikre szakadnak, amelyek egy másodperc törtrészein belül bomlanak stabilabb részecskékké.
A legutóbbi megfigyelések a kvarkok, mezonoknak nevezett kvarkok, különösen a D0 ("nulla") mezon és az anti-D0 mezon együttesét tartalmazták. A D0-mezon egy varázskvarkból és egy anti-up kvarkból (a felemelkedő kvarc részecskéjéből) áll. Az anti-D0 meson egy anti-charm kvark és egy up kvark kombinációja.
Mindkét mezon többféle módon bomlik, ám ezek kis százaléka kaonoknak vagy pionoknak nevezett mezonokká válik. A kutatók meghatározták a D0 és az anti-D0 mezonok bomlási sebességének különbségét. Ez egy folyamat, amelynek során közvetett méréseket végeztek annak biztosítása érdekében, hogy nem csak a két mezon kezdeti termelésének különbségét, vagy a A berendezés különféle szubatomi részecskéket képes felismerni.
Alsó vonal? A lebomlás aránya tíz százalékkal különbözött.
"Az azt jelenti, hogy a D0 és az anti-D0 nem bomlik ugyanolyan sebességgel, és ezt hívjuk CP megsértésnek" - mondta Stone.
És ez érdekessé teszi a dolgokat. A hanyatlás különbsége valószínűleg nem elég nagy ahhoz, hogy megmagyarázza, mi történt a nagy robbanás után, hogy annyit hagyjon hátra, mondta Stone, bár elég nagy ahhoz, hogy meglepő legyen. De most, mondta -, a fizikai teoretikusok megkapják a sorot az adatokkal.
A fizikusok a Standard modellnek nevezett valamelyikére támaszkodnak, hogy jól megmagyarázzák mindent a szubatómiai skálán. A kérdés, Stone mondta, az a kérdés, hogy a standard modell által tett előrejelzések megmagyarázhatják-e a báj kvarkmérést, amelyet a csapat éppen elvégezett, vagy vajon valamiféle új fizikát igényel - ami, Stone szerint, a legizgalmasabb eredmény lenne.
"Ha ezt csak az új fizika magyarázhatja, akkor az új fizika tartalmazhatja azt az elképzelést, hogy honnan jön ez a CP-sértés" - mondta.
A kutatók a CERN internetes adásban bejelentették a felfedezést, és egy online nyomtatványt tettek közzé az eredményekről.
- Mi az? Megválaszolták a fizikai kérdéseidet
- A fizika 18 legnagyobb megoldatlan rejtélye
- Fotók: A világ legnagyobb atommosó (LHC)
