Είμαστε πλέον πιο κοντά στο να κατανοήσουμε γιατί το Σύμπαν απέφυγε μια αποκάλυψη αντιύλης, στα πρώτα χρόνια του. Επιστήμονες από το CERN ανακάλυψαν ισχυρές ενδείξεις μιας θεμελιώδους διαφοράς στον τρόπο που η φυσική χειρίζεται την ύλη και την αντιύλη. Τα πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) έχουν επιβεβαιώσει μια ασυμμετρία μεταξύ των μορφών της ύλης και της αντιύλης, ενός σωματιδίου που ονομάζεται βαρυόνιο.
Στην τεράστια έρευνα, οι επιστήμονες παρατήρησαν την παραβίαση ισοτιμίας φορτίου (CP), μια αλληλεπίδραση που είχε παρατηρηθεί και στο παρελθόν, αλλά σε μια άλλη κατηγορία σωματιδίων, τα μεσόνια. Οι φυσικοί εδώ και καιρό αναζητούν πειραματικά στοιχεία για τα βαρυόνια, καθώς αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.
«Δείχνει ότι οι ανεπαίσθητες διαφορές μεταξύ ύλης και αντιύλης υπάρχουν σε ένα ευρύτερο φάσμα σωματιδίων, υποδεικνύοντας ότι οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής αντιμετωπίζουν τα βαρυόνια και τα αντιβαρυόνια διαφορετικά», δήλωσε η Xueting Yang, φυσικός του CERN και πρώτη συγγραφέας της μελέτης.
« Η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης στο Σύμπαν απαιτεί παραβίαση της CP στα βαρυόνια, έτσι ώστε η ανακάλυψη να αποτελεί ένα βασικό βήμα προς τα εμπρός για να ελέγξουμε πόσο ολοκληρωμένη είναι η τρέχουσα θεωρία μας και για να διερευνήσουμε εάν νέα φυσική μπορεί να κρύβεται σε μέρη που δεν έχουμε εξετάσει αρκετά προσεκτικά πριν».
Η ομάδα ανέλυσε περίπου 80.000 περιστατικά διάσπασης σωματιδίων, στα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί από το 2011 μέχρι το 2018. Η έρευνά τους εστίασε σε σωματίδια που ονομάζονται βαρυόνια λάμδα-ομορφιάς (Λb) και τα αντίστοιχα αντιύλης. Συγκεκριμένα, αναζήτησαν ενδείξεις διαφοράς στον τρόπο με τον οποίο διασπώνται.
Αν η ισοτιμία φορτίου (CP) ήταν συμμετρική, η ύλη και η αντιύλη θα έπρεπε να διασπαστούν στα ίδια προϊόντα, αν και κατοπτρικά. Όμως, η ομάδα βρήκε μια παραβίαση της ισοτιμίας φορτίου στο 2.5%, μεταξύ των διασπάσεων βαρυονίων ύλης και αντιύλης.
«Αυτό μπορεί να ακούγεται μικρό, αλλά τα αποτελέσματα είναι στατιστικά αρκετά σημαντικά», λέει η Yang. «Δείχνει ότι το Λb και το αντί-Λb δεν διασπώνται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, παρέχοντας μια παρατήρηση της παραβίασης του CP στα βαρυόνια».
Αυτό είναι ιστορικό εύρημα, καθώς έφτασε σε στατιστική σημαντικότητα 5.2 σίγμα, που σημαίνει πως η πιθανότατα να ήταν τυχαίο φαινόμενο, ξεπερνά το 1 προς 10 εκατομμύρια. το 5.2 σίγμα, θεωρείται το χρυσό πρότυπο για την επιβεβαίωση νέων φαινομένων στη φυσική, που δείχνει πως η παρατήρηση δεν ήταν απλά κάτι τυχαίο που έγινε μόνο μία φορά.
Η ανακάλυψη έχει πολύ σημαντικές επιπτώσεις στη φυσική, αλλά και στην απάντηση θεμελιωδών ερωτημάτων, όπως το γιατί βρισκόμαστε εδώ.
Παρά το απόκοσμο όνομά της, η αντιύλη θα έπρεπε να είναι κάτι συνηθισμένο. Η κύρια διαφορά της από την κανονική ύλη είναι ότι έχει το αντίθετο φορτίο. Αλλά αυτή η φαινομενικά ασήμαντη λεπτομέρεια σημαίνει ότι αν ποτέ τα δύο συναντηθούν, θα εξαφανιστούν μεταξύ τους σε μια έκρηξη ενέργειας.
Στη θεωρία, η Μεγάλη Έκρηξη δε θα έπρεπε να ευνοήσει την ύλη έναντι της αντιύλης και θα έπρεπε να δημιουργήσει και τα δύο στις ίδιες ποσότητες. Όμως, αν ίσχυε αυτό, όλο το Σύμπαν θα εξαφανιζόταν σχεδόν αμέσως μετά την έναρξή του, αφού ύλη και αντιύλη θα συγκρούονταν και θα εξαϋλώνονταν.
Κάτι τέτοιο φυσικά δε συνέβη και όλα δείχνουν πως κάποιος άγνωστος μέχρι τώρα παράγοντας παρενέβη ώστε να έχουμε λίγη περισσότερη ύλη από αντιύλη. Όλα όσα υπάρχουν σήμερα – από τους γαλαξίες μέχρι τους κόκκους άμμου – είναι φτιαγμένα από αυτό το μικροσκοπικό κλάσμα που επέζησε από την πρώιμη εξαφάνιση.
Οι άνθρωποι αρχίζουν να μιλάνε περισσότερο σαν το ChatGPT! – Η συναρπαστική νέα μελέτη
«Η παραβίαση της CP είναι ένα από τα βασικά συστατικά που απαιτούνται για να εξηγηθεί η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης. Ωστόσο, οι φυσικοί εκτιμούν ότι το μέγεθος της παραβίασης της CP στη φύση πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής», δήλωσε η Yang.
Σύμφωνα με την ίδια, αν και αντίστοιχες παραβιάσεις CP είχαν παρατηρηθεί και σε μεσόνια, η ανακάλυψη της στα βαρυόνια είναι τρομερά χρήσιμη για τη δοκιμή της πληρότητας των υπαρχόντων θεωριών και μπορεί να μας οδηγήσει σε νέα φυσική.
«Η παραβίαση CP που παρατηρείται στις διασπάσεις βαρυονίων – όπως στο νέο αποτέλεσμα του LHCb – είναι σύμφωνη με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Μοντέλου, επομένως δεν παρέχει αρκετή παραβίαση CP για να λύσει το παζλ ύλης-αντιύλης από μόνη της», λέει η Yang. «Αλλά ανοίγει ένα νέο παράθυρο στο πώς συμπεριφέρεται η παραβίαση CP στον τομέα των βαρυονίων, ο οποίος ήταν σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητος».
«Οι φυσικοί αναζητούν νέες πηγές παραβίασης της CP, πέρα από αυτές που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής. Η ανακάλυψη τέτοιων πηγών θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα φυσική».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
