Pirmoreiz pasaules lielākā atomu sadauzītāja fiziķi ir novērojuši atšķirības daļiņu un antidaļiņu, kas satur pamatmateriālu, kuru sauc par šarma kvarku, sadalīšanās.
Šis atradums varētu palīdzēt izskaidrot noslēpumu, kāpēc matērija vispār pastāv.
"Tas ir vēsturisks pagrieziena punkts," sacīja Šeldona Akmens, Sirakūzu universitātes fizikas profesors un viens no jauno pētījumu līdzstrādniekiem.
Materiāls un antimateriāls
Katrai matērijas daļiņai ir antidaļiņa, kuras masa ir identiska, bet kurai ir pretējs elektriskais lādiņš. Kad matērija un antimateriāls satiekas, viņi viens otru iznīcina. Tā ir problēma. Lielajam sprādzienam vajadzēja radīt līdzvērtīgu daudzumu matērijas un antimateriāla, un visām šīm daļiņām vajadzēja ātri iznīcināt viena otru, neatstājot neko citu kā tīru enerģiju.
Jēdzienu par KP pārkāpumu radīja krievu fiziķis Andrejs Saharovs, kurš to ierosināja 1967. gadā kā skaidrojumu, kāpēc matērija pārcieta lielo sprādzienu.
"Šis ir viens no kritērijiem, kas nepieciešami, lai mēs pastāvētu," sacīja Akmens, "tāpēc ir sava veida svarīgi saprast, kāda ir KP pārkāpuma izcelsme."
Ir seši dažādi kvarku veidi, kuriem visiem ir savas īpašības: augšup un lejup, augšā un apakšā, un šarms, un dīvaini. 1964. gadā fiziķi savādos kvarkos pirmo reizi novēroja CP pārkāpumu reālajā dzīvē. Viņi 2001. gadā redzēja, ka tas notiek ar daļiņām, kurās ir apakšējie kvarki. (Abos atklājumos iesaistītajiem pētniekiem tika piešķirta Nobela prēmija.) Fiziķi jau sen teorēja, ka tas notika arī ar daļiņām, kas satur šarmu kvarkus, bet neviens to vēl nebija redzējis.
Es esmu pārliecināts
Akmens ir viens no pētniekiem par liela hadronu sadursmes (LHC) skaistuma eksperimentu, kurā tiek izmantots CERN lielais hadronu sadursme - 16,5 jūdžu (27 kilometru) gredzens uz Francijas un Šveices robežas, un tas sūta subatomiskās daļiņas, kas kopj viena otru, lai atkārtoti parādītos. radīt prātam neaptveramas enerģijas mirgojumus, kas sekoja Lielajam sprādzienam. Kad daļiņas saduras savā starpā, tās sadalās to veidojošajās daļās, kuras pēc tam sekundes daļās sadalās līdz stabilākām daļiņām.
Jaunākie novērojumi attiecās uz kvarku kombinācijām, ko sauc par mezoniem, īpaši D0 ("d-nulle") mezonu un anti-D0 mezonu. D0 mezonu veido viens šarma kvarks un viens pretapaugļošanās kvarks (augšējā kvarka antidaļiņa). Anti-D0 mezons ir viena anti-šarma kvarka un viena augšējā kvarka kombinācija.
Abi šie mezoni daudzos veidos sadalās, bet neliels procents no tiem nonāk kā mezoni, kurus sauc par kaoniem vai pioniem. Pētnieki izmērīja atšķirības samazinājuma pakāpēs starp D0 un anti-D0 mezoniem - procesu, kas ietvēra netiešu mērījumu veikšanu, lai pārliecinātos, ka tie ne tikai mēra atšķirību divu mezonu sākotnējā veidojumā, vai arī atšķirības cik labi to iekārtas varētu noteikt dažādas subatomiskās daļiņas.
Apakšējā līnija? Sabrukšanas koeficienti atšķīrās par desmitdaļu.
"Nozīmē, ka D0 un anti-D0 nesamazinās vienādā ātrumā, un to mēs saucam par CP pārkāpumu," sacīja Akmens.
Un tas padara lietas interesantas. Stresa atšķirības, iespējams, nav pietiekami lielas, lai izskaidrotu to, kas notika pēc Lielā sprādziena, lai atstātu aiz sevis tik daudz lietu, sacīja Stouns, kaut arī tās ir pietiekami lielas, lai pārsteigtu. Bet tagad, viņš teica, fizikas teorētiķi saņem savu kārtu ar datiem.
Fiziķi paļaujas uz kaut ko sauc par standarta modeli, lai izskaidrotu visu subatomiskajā mērogā. Tagad, Stouns sacīja, ir jautājums, vai standarta modeļa izteiktās prognozes var izskaidrot šarma kvarka mērījumus, ko tikko izdarīja komanda, vai arī ja tas prasīs kaut kādu jaunu fiziku - kas, pēc Stūna teiktā, būtu visaizraujošākais iznākums.
"Ja to varētu izskaidrot tikai ar jauno fiziku, tad jaunajā fizikā varētu būt ideja par to, no kurienes nāk šis KP pārkāpums," viņš teica.
Pētnieki paziņoja par atklājumu CERN tīmekļa apraidē un tiešsaistē publicēja papīra priekšspiedumu, kurā sīki aprakstīti rezultāti.
- Kas tas ir? Jūsu fizikas jautājumi ir atbildēti
- 18 lielākie neatrisinātie noslēpumi fizikā
- Fotoattēli: pasaulē lielākais atomu sadauzītājs (LHC)
