Крупнейший в мире разрушитель атомов, возможно, только что нашел доказательства того, почему наша Вселенная существует.
Впервые физики крупнейшего в мире атомного разрушителя заметили различия в распаде частиц и античастиц, содержащих основной строительный блок материи, называемый charm quark.Находка может помочь объяснить тайну того, почему вообще существует материя.
По словам Шелдона Стоуна, профессора физики из Сиракузского университета, это историческая веха. Каждая частица материи имеет античастицу, которая идентична по массе, но с противоположным электрическим зарядом. Когда материя и антиматерия встречаются, они аннигилируют друг друга. Это проблема.
Большой взрыв должен был создать эквивалентное количество материи и антиматерии, и все эти частицы должны были быстро уничтожить друг друга, не оставив ничего, кроме чистой энергии.
Очевидно, этого не произошло. Таким образом, Вселенная существует. Это означает, что частицы и античастицы не должны вести себя совершенно одинаково. Вместо этого они должны распадаться с несколько иной скоростью, допуская дисбаланс между материей и антиматерией. Физики называют это различие в поведении нарушением зарядовой четности.
Понятие нарушения КП пришло от русского физика Андрея Сахарова, который предложил его в 1967 году в качестве объяснения того, почему материя пережила большой взрыв.
По мнению Стоуна, это один из критериев, необходимых для нашего существования, поэтому важно понять, что является источником нарушения CP.
Существует шесть различных типов кварков, каждый со своими свойствами: вверх и вниз, вверх и вниз, очарование и странность. В 1964 году физики впервые наблюдали нарушение CP в реальной жизни в странных кварках. В 2001 году это произошло с частицами, содержащими донные кварки. (Оба открытия привели к Нобелевским премиям для исследователей). Физики давно предполагали, что это происходит и с частицами, содержащими магические кварки, но никто никогда этого не видел.
Стоун - один из исследователей эксперимента красоты Большого Адронного Коллайдера (БАК), в котором используется Большой адронный коллайдер ЦЕРНа, 27-километровое кольцо на франко-швейцарской границе, которое посылает субатомные частицы, чтобы воссоздать вспышки умопомрачительной энергии, которые последовали за Большим Взрывом. Когда частицы сталкиваются друг с другом, они распадаются на составные части, которые затем распадаются на доли секунды до более стабильных частиц.
Последние наблюдения включали комбинации кварков, называемых мезонами. Мезон D0 состоит из одного кварка и одного анти-up кварка (античастицы up кварка). Анти-D0-мезон является сочетание одного антикварка и одного кварка.
Оба эти мезона распадаются по-разному, но некоторые из них заканчиваются как мезоны, называемые каонами или пионами. Исследователи измерили разницу в скоростях распада между мезонами D0 и анти-D0, процесс, который включал в себя непрямые измерения, чтобы убедиться, что они не просто измеряют разницу в первоначальном производстве двух мезонов или различия в том, насколько хорошо их оборудование может обнаруживать различные субатомные частицы.
Итог? Соотношение распада различалось на одну десятую процента. Это означает, что D0 и анти-D0 не распадаются с одинаковой скоростью, и это то, что мы называем нарушением CP, по мнению Стоуна.
И это делает вещи интересными. Различия в распадах, вероятно, недостаточно велики, чтобы объяснить, что произошло после Большого Взрыва, чтобы оставить после себя так много материи, считает Стоун, хотя это достаточно велико, чтобы быть удивительным.
Физики полагаются на то, что называется Стандартной моделью, чтобы объяснить, Ну, все в субатомном масштабе. Теперь вопрос, по мнению Стоуна, заключается в том, могут ли предсказания, сделанные Стандартной моделью, объяснить измерение очарования кварков, которое только что сделала команда, или это потребует какой — то новой физики, что, по словам Стоуна, будет самым захватывающим результатом.
