Fizicienii CERN care lucrează cu detectorul LHCb au descoperit primele diferențe posibile între materie și antimaterie, explicând de ce nu există aproape antimaterie în Universul modern, potrivit unui articol publicat în revista Nature Physics.
Se crede că în primele momente după Big Bang exista o cantitate egală de materie și antimaterie. Astăzi lumea este plină de materie, iar acest fapt este un mister fizic, deoarece particulele de materie și antimaterie ar fi trebuit să se distrugă reciproc în momentul în care au apărut în „supă” quark a viitorului Univers. Prin urmare, se pune întrebarea - unde a dispărut antimateria și de ce există Universul.
Astăzi, oamenii de știință încearcă să găsească un răspuns la această întrebare în două moduri - prin simularea condițiilor care au existat în timpul Big Bang-ului, inclusiv cu ajutorul acceleratoarelor de particule, precum și prin compararea proprietăților fundamentale ale materiei și antimateriei. În ultimii 50 de ani, nu s-au descoperit diferențe semnificative în ceea ce privește proprietățile lor, motiv pentru care mulți fizicieni au început să caute răspunsuri exotice la misterul dispariției antimateriei în procesul de extindere a Universului și în proprietățile „particulei lui Dumnezeu”, bosonul Higgs.
Nicola Neri de la Universitatea din Milano (Italia) și colegii săi în colaborarea LHCb, incluzând zeci de fizicieni ruși, susțin posibila descoperire a unor astfel de diferențe în comportamentul materiei și antimateriei în datele colectate de instrumentul LHCb în prima sezonă a Marelui Colizor de Hadroni după repornirea acesteia în mai 2015.
Atenția oamenilor de știință a fost atrasă de ciudățelile în decăderea așa-numitelor baroni lambda - particule supraeviale constând din doi quark-uri ușoare și un quark greu. În unele cazuri rare, aceste particule se descompun în patru părți - trei pi-mezoi și un proton, iar în alte cazuri, chiar mai rare - în două kaoni, un pi-meson și un proton.
După cum remarcă oamenii de știință, natura și frecvența acestor degradări ar trebui să fie aproximativ aceeași pentru particule și antiparticule, cu toate acestea, datele experimentale din LHC arată că „modelul” mișcării produselor de descompunere în unele cazuri a diferit cu 10-20% de imaginea general acceptată a modelului standard de fizică în acelea cazuri în care barionii anti-lambda s-au descompus. Această asimetrie, potrivit fizicienilor, indică o asimetrie similară în ceea ce privește rezistența în proprietățile particulelor implicate în procesul de descompunere.
Până acum, această observație nu este o descoperire - fizicienii au reușit să înregistreze doar șase mii de cazuri de degradare a barionilor lambda în funcție de aceste scenarii, iar nivelul de încredere al acestei descoperiri este de 3,3 sigma (0,1% din probabilitatea unei coincidențe sau a unei erori de măsurare). În fizica particulelor, numai acele observații care ating nivelul de încredere de 5 sigma sunt considerate o descoperire și, prin urmare, până în prezent, calculele lui Neri și ale colegilor săi sunt doar un indiciu serios al unei descoperiri.
Pe de altă parte, potrivit jurnalului Symmetry, oamenii de știință promit să posteze în curând rezultatele actualizate ale măsurătorilor, construite ținând cont de datele pe care LHCb și întregul colizor de Hadroni Mare l-au realizat din ianuarie până în noiembrie anul trecut. Dacă aceste date inițiale sunt confirmate, atunci se va putea spune că oamenii de știință sunt cu adevărat aproape de a rezolva unul dintre misterele principale ale Universului, asociate cu existența omenirii în special și a tuturor materiei în general.
Video promotional:
„Am dovedit că suntem pe cusp de descoperiri uimitoare. Detectorul nostru este atât de sensibil încât putem începe acum o căutare sistematică pentru asimetria materiei și a antimateriei în alte barilioane grele. Capacitățile noastre se vor extinde și mai mult odată cu actualizarea detectorului în 2018”, încheie Neri.
