частица, колеблющаяся между материей и антивеществом, может помочь нам понять происхождение Вселенной


ЦЕРН продолжает добавлять новые вехи к своему и без того длинному списку достижений. На этой неделе группа исследователей из Оксфордский университет опубликовал результат проведенного ими эксперимента в детекторе LHCb, и подтверждает наблюдения, сделанные другими научными группами более десяти лет назад.

В 2007 году группа исследователей из Стэнфордского университета в Калифорнии (США) впервые осознала, что существует тип гостиницы, известный как «очарование» (очарование) который обладает особой способностью самопроизвольно изменить состояние, изменяя свою структуру между материей и антивеществом.

Ключ кроется в колебании «очаровательной» столешницы.

Мезоны – это субатомные частицы, принадлежащие семейство адронов которые состоят из того же количества кварков и антикварков, которые удерживаются вместе благодаря сильному ядерному взаимодействию.

Когда антивещество вступает в прямой контакт с материей, они оба аннигилируют, высвобождая большое количество энергии.

С другой стороны, антивещество – это не что иное, как форма материи, состоящая из античастиц, которые представляют собой частицы с той же массой и спином, что и частицы, с которыми мы знакомы, но с противоположным электрическим зарядом.

Мы называем материю, состоящую из античастиц, антивеществом, и у нее есть удивительное свойство: когда она вступает в прямой контакт с материей оба уничтожены, высвобождая большое количество энергии в виде фотонов высокой энергии, а также других возможных пар частиц-античастиц.

Что особенного в мюонах, которые попадают в прицел хорошей части физиков всей планеты

Как только этот небольшой абзац будет готов, давайте вернемся в гостиницы. В течение пяти десятилетий физикам было известно, что существуют субатомные частицы, которые могут «прыгать» с вещества на антивещество и наоборот. На самом деле такое поведение вызвано действием квантовая суперпозиция, и, заставляет частицу быть одновременно, независимо от избыточности, частицей и своей собственной античастицей.

Исследователи из Оксфорда впервые заметили, что гостиницы очарование колебаться между обоими состояниями. Это просто означает, что они могут принять форму частицы, перейти в состояние античастицы и снова вернуться в состояние частицы. Все это спонтанно.

Lhcb7

Это открытие стало возможным благодаря эксперименту, проведенному на LHCb, детекторе LHC, специально разработанном для исследования физики кварка b.

Стратегия, которую они использовали для идентификации этого процесса во время эксперимента с LHCb, удивительна, потому что, грубо говоря, она заключалась в измерении массы частиц с поразительной точностью. И это гостиница у него не такая же масса когда он принимает состояние частицы и состояние античастицы. Разница очень мала (1 x 10 ^ -38 г), поэтому для ее измерения необходимо разработать чрезвычайно точную технологию. Но этим исследователям это удалось.

Неизвестный механизм, который может вывести нас за рамки стандартной модели

Последствия, которые может иметь это открытие, намного глубже, чем может показаться, если мы посмотрим на это поверхностно. Стандартная модель, которая является нашей наиболее надежной теорией, не объясняет, как работает этот механизм, поэтому возможно, что неизвестные частицы, которые невозможно предсказать по этой модели.

Понимание того, как работают колебания «очаровательных» мезонов, может быть ключом к пониманию механизма, который объясняет асимметрию материи и антивещества Вселенной.

Обнаружение возможной трещины в нашей самой продвинутой теории – неплохая новость. Наоборот; Это отличная новость, потому что она дает ученым подсказки о том, каким путем они могут пойти, чтобы разработать новую физику. И это открытие предлагает нам взглянуть на само происхождение Вселенной по веской причине: чтобы понять, как работают колебания мезонов. очарование может быть ключом к пониманию механизма, объясняющего асимметрия вещества и антивещества Вселенной.

Согласно стандартной модели, во время Большого взрыва должно было образоваться такое же количество вещества и антивещества, но если это так оба были бы уничтожены взаимно при контакте, и вселенная была бы погашена.

Очевидно, что это не так, поэтому должен был существовать какой-то механизм, который вызвал производство большее количество материи чем антивещество. Это асимметрия, о которой мы говорим, и, возможно, это открытие – первый шаг к решению этой великой загадки.

Изображения | ЦЕРН

Больше информации | Оксфордский университет

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *