Η ύλη επικράτησε της αντιύλης εξαιτίας του πεδίου Higgs. Higgs Boson Could Explain Matter’s Dominance over Antimatter

In this illustration, two protons collide at high energy, producing a Higgs boson that instantly decays, producing two tau particles. The rest of the energy from the collision sprays outward in two jets (pink cones). Measuring the angle between these jets could reveal whether or not the Higgs is involved in charge-parity (CP) violation, which says that nature treats a particle and its oppositely charged antiparticle differently. A SLAC researcher and his colleagues propose such an experiment in a recent paper in Physical Review D. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory

Την αιτία που ενδεχομένως κρύβεται πίσω από το γεγονός ότι η ύλη υπερίσχυσε της αντιύλης στα πρώτα στάδια της κοσμικής δημιουργίας, με συνέπεια το σύμπαν σήμερα να κατακλύζεται από σωματίδια, διατυπώνουν Αμερικανοί φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA). Όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Physical Review Letters [Postinflationary Higgs Relaxation and the Origin of Matter-Antimatter Asymmetry], η ασυμμετρία της ύλης με την αντιύλη στο «νεαρό» σύμπαν σχετίζεται με το μποζόνιο Χιγκς, η ύπαρξη του οποίου επιβεβαιώθηκε το 2012 από μετρήσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN.

Με βάση τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μόλις 10^-32 δευτερόλεπτα, ένα μέρος των φωτονίων που είχαν δημιουργηθεί άρχισε να μετατρέπεται σε ύλη, με τη μορφή ζευγών από σωματίδια και αντισωματίδια. Μόλις δημιουργούνταν, τα ζεύγη αυτά συγκρούονταν και αλληλοεξουδετερώνονταν, παράγοντας πάλι ακτινοβολία.

Ωστόσο, δεν εξαϋλώθηκαν όλα τα σωματίδια αφού, έστω και σε απειρολάχιστο βαθμό, τα σωματίδια υπερείχαν αριθμητικά των αντισωματιδίων – για κάθε 1 δισεκατομμύριο αντισωματίδια υπήρχαν 1 δισεκατομμύρια και 1 αντισωματίδια. Μια ασυμμετρία στην οποία «χρωστάμε» το γεγονός ότι προέκυψαν τα πρώτα σταθερά υποατομικά σωματίδια, και εν τέλει το σύμπαν όπως το γνωρίζουμε σήμερα.

Αν και αυτή η απειροελάχιστη υπεροχή είναι η αιτία που οι αστέρες και οι πλανήτες αποτελούνται από ύλη, με την αντιύλη να σπανίζει στο σύμπαν, συνιστά γρίφο για τους κοσμολόγους επειδή δεν μπορεί να εξηγηθεί με τους νόμους της φυσικής, οι νόμοι δεν κάνουν «διακρίσεις» ανάμεσα στα σωματίδια και τα αντισωματίδια. Σύμφωνα όμως με την ομάδα από το UCLA, πιθανόν οφείλεται στη συμπεριφορά του μποζονίου Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στην ύλη και την αντιύλη.

Πιο συγκεκριμένα, όπως υποστηρίζει η ερευνητική ομάδα, η ανισοκατανομή προήλθε από την κίνηση του πεδίου Χιγκς, το οποίο σχετίζεται με το μποζόνιο, η οποία είχε σαν συνέπεια σε εκείνο το στάδιο της κοσμικής δημιουργίας οι μάζες των σωματιδίων και των αντισωματιδίων να είναι παροδικά άνισες. Η εξήγηση αυτή βασίζεται στην υπόθεση πως, στις πρώτες φάσεις της Μεγάλης Έκρηξης, η ένταση του πεδίου ήταν πολύ μεγαλύτερη από την «τιμή ισορροπίας» που έχει σήμερα. Γεγονός που με τη σειρά του επέτρεψε στα σωματίδια να «κυριαρχήσουν» στα αντισωματίδια.

Computer simulation of particle tracks from an LHC collision that produced a Higgs boson. Credit: CERN

Το σωματίδιο Χιγκς προτάθηκε το 1964 από τον Βρετανό Πίτερ Χιγκς και τον Γάλλο Φρανσουά Ανγκλέρ, ως ο μηχανισμός απόκτησης μάζας που συμπλήρωνε και την τελευταία «ψηφίδα» στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Το σωματίδιο κέρδισε τα φώτα της δημοσιότητας το 2012, όταν δύο ανεξάρτητα πειράματα στον επιταχυντή του CERN ανακοίνωσαν την πειραματική επαλήθευσή του. Την επόμενη χρονιά, οι δύο επιστήμονες απέσπασαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, για την πρόβλεψή τους.

Πηγές: naftemporiki.gr - www.scientificamerican.com

To μυστηριώδες φως στον πλανήτη-νάνο Δήμητρα. 'Bright Spot' on Ceres Has Dimmer Companion

This image was taken by NASA's Dawn spacecraft of dwarf planet Ceres on Feb. 19 from a distance of nearly 29,000 miles (46,000 kilometers). It shows that the brightest spot on Ceres has a dimmer companion, which apparently lies in the same basin. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Το διαστημικό σκάφος Dawn της NASA φωτογράφησε τον πλανήτη – νάνο Δήμητρα (Ceres) στις 19 Φεβρουαρίου 2015, από απόσταση 46.000 χιλιομέτρων αποκαλύπτοντας ότι δίπλα στο μυστηριώδες φωτεινό σημείο που είχε παρατηρηθεί σε έναν κρατήρα του, υπάρχει και δεύτερο αλλά λιγότερο φωτεινό σημείο.

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα το παραπάνω animation που αποτελεί σύνθεση κοντινών εικόνων που έχει τραβήξει τις τελευταίες ημέρες το Dawn. Στο animation διακρίνεται σε κέντρο ενός κρατήρα ένα μυστηριώδες λαμπερό σημείο το οποίο αναμένεται να αποτελέσει αντικείμενο έρευνας του σκάφους. Ceres rotates in this sped-up movie comprised of images taken by NASA’s Dawn mission during its approach to the dwarf planet. The images were taken on Feb. 19, 2015, from a distance of nearly 29,000 miles (46,000 kilometers). Dawn observed Ceres for a full rotation of the dwarf planet, which lasts about nine hours. The images have a resolution of 2.5 miles (4 kilometers) per pixel. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Σύμφωνα με τον Chris Russell, ερευνητή της αποστολής Dawn, «θα μπορούσε να είναι η απαρχή ενός ηφαιστείου, όμως πρέπει να δούμε εικόνες με καλύτερη ανάλυση για να οριστικοποιηθούν τέτοιες γεωλογικές ερμηνείες».

Το διαστημικό σκάφος Dawn εκτοξεύτηκε στις 27 Σεπτεμβρίου 2007, με στόχο την κύρια ζώνη των αστεροειδών, που βρίσκονται μεταξύ του Άρη και του Δία. Στις 26 Ιουνίου 2011 το Dawn προσέγγισε τον αστεροειδή Εστία (Vesta) και παρέμεινε σε τροχιά γύρω του μέχρι το 2012 στέλνοντας στη Γη 30.000 φωτογραφίες του.

After seven eventful years and 2.9 billion miles (4.7 billion km), the Dawn spacecraft now has the mysterious world of Ceres in its sights. This artist's concept shows the Dawn spacecraft heading toward the dwarf planet Ceres. It is due to arrive at the icy, dirt covered world in March if all of its final manoeuvres go to plan.

Το Dawn θα χρησιμοποιήσει το σύστημα προώθησης ιόντων που διαθέτει για να μπει σε τροχιά γύρω από τη Δήμητρα την Παρασκευή 6 Μαρτίου 2015.

Έτσι στους επόμενους μήνες οι επιστήμονες της αποστολής ελπίζουν να φτάσουν σε μια βαθύτερη κατανόηση της προέλευσης και της εξέλιξης του νάνου-πλανήτη μελετώντας την επιφάνειά του. Και βέβαια να επιλύσουν το παζλ με τα μυστηριώδη φωτεινά σημεία …

Ceres may have an ocean and possibly an atmosphere. It lies less than three times as far as Earth from the sun - close enough to feel the warmth of the star allowing ice to melt and reform (artist's impression pictured).

«Η Δήμητρα παραμένει ένα μυστήριο για μας» αναφέρει ο Κρίστοφερ Ράσελ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες, επιστημονικός υπεύθυνος της αποστολής. Τα μόνα που είναι γνωστά  για τον πλανήτη νάνο στον οποίο ανακαλύφθηκαν πρόσφατα πίδακες υδρατμών, είναι ότι καλύπτεται από ένα παχύ στρώμα πάγου. Αυτό υποδηλώνει ότι κάτω από το παγωμένο κάλυμμα μπορεί να κρύβεται μια θάλασσα.

Γιατί δεν θα δείτε τον λευκό καρχαρία να πλησιάζει. Great white sharks attack prey under cover of sun

Εκμεταλλεύονται τη γωνία υπό την οποία πέφτει το φως του Ήλιου για να μην γίνονται αντιληπτοί. Photo credit: Willyam Bradberry/ Shutterstock

Οι μεγάλοι λευκοί καρχαρίες εκμεταλλεύονται τη γωνία υπό την οποία πέφτει το φως του Ήλιου για να μην γίνονται αντιληπτοί από τα υποψήφια θύματά τους, διαπιστώνουν ερευνητές στην Αυστραλία. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι ο λευκός καρχαρίας (Carcharodon carcharias), το μεγαλύτερο αρπακτικό ψάρι του πλανήτη, προτιμά να κυνηγά το ξημέρωμα και το σούρουπο.

Οι νέες παρατηρήσεις, οι οποίες δημοσιεύονται στην επιθεώρηση «The American Naturalist», δείχνει να προσφέρει μια πειστική εξήγηση για αυτή τη στρατηγική. Ο Τσάρλι Χάβενιρς και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο «Φλίντερς» της Αυστραλίας ταξίδεψαν 30 χιλιόμετρα από τις ακτές της νότιας Αυστραλίας και προσέλκυσαν λευκούς καρχαρίες πετώντας στο νερό ιχθυέλαιο και αλεσμένα ψάρια. Στη συνέχεια έριξαν στη θάλασσα κομμάτια τόνου, βάρος έξι κιλών, και παρακολούθησαν τις επιθέσεις στα δολώματα.

Οι παρατηρήσεις

You won't see me coming... (Image: Brian J. Skerry/National Geographic Creative)

Οι ερευνητές κατέγραψαν 1000 προσεγγίσεις από 44 λευκούς καρχαρίες, οι οποίες κατέληξαν σε 37 επιθέσεις στα κομμάτια τόνου. Αυτό που διαπίστωσαν οι ερευνητές ήταν ότι οι καρχαρίες έτειναν να επιτίθενται από την κατεύθυνση από την οποία ερχόταν ο ήλιος: νωρίς το πρωί προτιμούσαν να πλησιάζουν τα δολώματα από την ανατολή, ενώ το απόγευμα πλησίαζαν από τη δύση.

Όταν πάλι ο ουρανός ήταν συννεφιασμένος, η κατεύθυνση της επίθεσης δεν βρέθηκε να συνδέεται με τη γωνία του ήλιου -ακόμα μια ένδειξη ότι οι καρχαρίες προσανατολίζονταν εσκεμμένα με βάση τον Ήλιο. Η τακτική αυτή δεν αποκλείεται να επιτρέπει στους κυνηγούς να βλέπουν καλύτερα τη λεία τους, λένε οι ερευνητές. Εξίσου πιθανό είναι ότι η προσέγγιση από την κατεύθυνση του ήλιου αφήνει το στόχο τυφλωμένο από τη λάμψη του Ήλιου, ανίκανο να διακρίνει την απειλή.

Το κόλπο, εκτιμά η ερευνητική ομάδα, θα ήταν αποτελεσματικό τόσο με τα ψάρια όσο και με θηράματα που έχουν το κεφάλι έξω από το νερό -όπως για παράδειγμα οι κολυμβητές και οι σέρφερ. Σε αυτή την περίπτωση, η αντανάκλαση του ήλιου στο νερό θα έκρυβε τον δολοφόνο. Όπως επισημαίνει η μελέτη, οι λευκοί καρχαρίες είναι το μόνο γνωστό αρπακτικό που επιτίθεται ακολουθώντας τη γωνία του Ήλιου.