Νέα αποτελέσματα σχετικά με την αντιύλη, Antimatter results emerge at LHC - but puzzle abides

Συγκρούσεις πρωτονίων παράγουν, για παράδειγμα, μεσόνια Bs , πιόνια και καόνια. Collided protons turn into, for example, Bs mesons, pions and kaons.

Η υπεροχή της ύλης έναντι της αντιύλης στο ορατό σύμπαν αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα άλυτα μυστήρια της φυσικής. Νέα στοιχεία που θα βοήθησουν στην κατανόηση αυτού του μυστηρίου προέκυψαν από πρόσφατα πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

Στο πείραμα LHCb, ένα από τα επτά που διεξάγονται στο Μεγάλο Επιταχυντή, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η διάσπαση σωματιδίων, γνωστών ως μεσόνια Bs, να καταλήγει σε σωματίδια ύλης (καόνια) με μεγαλύτερη συχνότητα από ότι στα αντιυλικά «δίδυμά» τους. Ωστόσο η διαφορά δεν είναι τόσο μεγάλη ώστε να εξηγεί τη συντριπτική υπεροχή της ύλης στο σύμπαν.

Κάθε σωματίδιο που γνωρίζουμε έχει ένα αντιυλικό «δίδυμο», πανομοιότυπο από κάθε άποψη εκτός του ότι διαθέτει αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα τα αντισωμάτια του ηλεκτρονίου και του πρωτονίου είναι το ποζιτρόνιο και το αντιπρωτόνιο αντίστοιχα.

Σύμφωνα με την ισχύουσα θεωρία, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Όμως όταν η ύλη (πρωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια κ.ο.κ) συναντά την αντιύλη (αντιπρωτόνια, ποζιτρόνια, αντινετρόνια) τότε αλληλοεξουδετερώνονται και το μόνο που απομένει είναι ένα πλήθος φωτονίων. Αυτό σημαίνει ότι κάποιοι φυσικοί νόμοι είχαν διαφορετική επιρροή πάνω στην ύλη από ότι στην αντιύλη, προκειμένου να υπάρξει πλεόνασμα ύλης και να σχηματιστεί το σύμπαν όπως το ξέρουμε.

LHCb, one of six experiments at the LHC, is dedicated to these kinds of studies.

Προηγούμενα πειράματα στο LHCb είχαν υποδείξει υποψίες πλεονασμού ύλης σε συνδυασμούς των θεμελιωδών σωματιδίων κουαρκς. Σε πειράματα άλλων εργαστηρίων είχαν βρεθεί παρόμοια πλεονάσματα σε δύο τύπους μεσονίων χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Το τωρινό πείραμα επικεντρώθηκε στην παρατήρηση των μεσονίων Bs και στο πώς αυτά διασπώνται σε καόνια ή αντικαόνια.

«Αν κάποιο μεσόνιο διασπάται πιο συχνά σε μία από τις δύο τελικές καταστάσεις, τότε αυτό δείχνει μια θεμελιώδη διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης», δήλωσε ο Κρις Παρκς του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ, εκπρόσωπος του LHCb. «Ακριβώς αυτό έχουμε παρατηρήσει να συμβαίνει σε ποσοστό 25%», πρόσθεσε.

Matter makes up much of our universe but just after the Big Bang, a mysterious counterpart to matter known as antimatter is thought to have also existed in large quantities. Scientists at CERN are using the Large Hadron Collider to try to find out what anti-matter is and why very little of it exists in today's world.

Τα ευρήματα είναι ενθαρρυντικά αλλά το πλεόνασμα που παρατηρείται δεν αρκεί για να αποτελέσει εξήγηση της βαρυονικής ασυμμετρίας. Σύμφωνα με τον Παρκς, η επιστημονική ομάδα θα χρειαστεί να σκεφτεί νέες προσεγγίσεις για τα επόμενα πειράματα, αλλά τα αποτελέσματα δείχνουν πως βρίσκονται στο σωστό δρόμο.