ATOM SMASHER ที่ใหญ่ที่สุดในโลกอาจพบหลักฐานว่าทำไมจักรวาลของเราจึงมีอยู่

Send

เป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์จากการตีอย่างแรงอะตอมที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้สังเกตเห็นความแตกต่างในการสลายตัวของอนุภาคและปฏิปักษ์ที่มีส่วนประกอบพื้นฐานของสสารเรียกว่าควาร์คควาร์ก

การค้นพบสามารถช่วยอธิบายความลึกลับของสาเหตุที่มีอยู่ได้ทั้งหมด

“ มันเป็นเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์” เชลดอนสโตนศาสตราจารย์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยซีราคิวส์กล่าวและเป็นหนึ่งในผู้ทำงานร่วมกันในการวิจัยใหม่

เรื่องและปฏิสสาร

อนุภาคของสสารทุกชนิดมีปฏิปักษ์ซึ่งมีมวลเท่ากัน แต่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้าม เมื่อสสารและปฏิสสารพบกันพวกมันจะทำลายซึ่งกันและกัน นั่นเป็นปัญหา บิ๊กแบงน่าจะสร้างสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากันและอนุภาคทั้งหมดนั้นควรทำลายซึ่งกันและกันอย่างรวดเร็วโดยไม่เหลืออะไรเลยนอกจากพลังงานบริสุทธิ์

ความคิดเรื่องการละเมิดซีพีมาจากนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Andrei Sakharov ผู้เสนอในปี 1967 เพื่ออธิบายว่าทำไมสสารรอดชีวิตบิ๊กแบง

"นี่เป็นหนึ่งในเกณฑ์ที่จำเป็นสำหรับเราในการดำรงอยู่" สโตนกล่าว "ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าต้นกำเนิดของการละเมิดซีพีนั้นเป็นอย่างไร"

ควาร์กมีหกประเภทที่แตกต่างกันทั้งหมดมีคุณสมบัติเป็นของตนเอง: ขึ้นและลง, บนและล่างและมีเสน่ห์และแปลก ในปีพ. ศ. 2507 นักฟิสิกส์ได้สังเกตเห็นการละเมิด CP ในชีวิตจริงเป็นครั้งแรกในควาร์กแปลก ๆ ในปี 2544 พวกเขาเห็นว่ามันเกิดขึ้นกับอนุภาคที่มีควาร์กก้น (การค้นพบทั้งสองนำไปสู่รางวัลโนเบลสำหรับนักวิจัยที่เกี่ยวข้อง) นักฟิสิกส์ได้ตั้งทฤษฎีมานานแล้วว่ามันเกิดขึ้นกับอนุภาคที่มีเสน่ห์ควาร์กด้วย แต่ก็ไม่มีใครเคยเห็นมันมาก่อน

โชคดีฉันแน่ใจ

Stone เป็นหนึ่งในนักวิจัยเกี่ยวกับการทดลองความงาม Large Hadron Collider (LHC) ซึ่งใช้ Large Hadron Collider ของ CERN แหวน 16.5 ไมล์ (27 กิโลเมตร) บนชายแดนฝรั่งเศส - สวิสซึ่งส่งอนุภาคย่อย ๆ สร้างประกายแห่งพลังงานอันน่าเหลือเชื่อซึ่งตามหลังบิกแบง เมื่ออนุภาคแตกตัวกันพวกมันจะแตกออกเป็นส่วน ๆ ซึ่งจะสลายตัวภายในเสี้ยววินาทีจนถึงอนุภาคที่เสถียรมากขึ้น

การสำรวจล่าสุดเกี่ยวข้องกับการรวมกันของควาร์กที่เรียกว่าอนุภาคมีซอนโดยเฉพาะที่มีซอน D0 ("d-zero") และแอนตี้ - D0 มีซอน D0 meson นั้นประกอบด้วยควาร์กหนึ่งอันและควาร์กป้องกันอันหนึ่ง (แอนตี้พาร์ติเคิลของควาร์กขึ้น) Meson Anti-D0 เป็นการรวมกันของควาร์กหนึ่งเสน่ห์และหนึ่งควาร์ก

มีซอนเหล่านี้ทั้งสองสลายตัวในหลาย ๆ ทาง แต่มีเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่พบว่ามีซอนเรียกว่า kaons หรือ pions นักวิจัยวัดความแตกต่างของอัตราการสลายตัวระหว่าง D0 และ anti-D0 ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการวัดทางอ้อมเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้แค่วัดความแตกต่างในการผลิตครั้งแรกของสองอนุภาคหรือความแตกต่างของพวกมัน อุปกรณ์สามารถตรวจจับอนุภาคย่อยของอะตอมต่างๆ

บรรทัดล่างคืออะไร? อัตราส่วนของการสลายตัวแตกต่างกันไปหนึ่งในสิบของร้อยละ

“ หมายความว่า D0 และ anti-D0 ไม่สลายตัวในอัตราเดียวกันและนั่นคือสิ่งที่เราเรียกว่าการละเมิด CP” สโตนกล่าว

และนั่นทำให้สิ่งที่น่าสนใจ ความแตกต่างในการสลายตัวอาจไม่ใหญ่พอที่จะอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากที่บิ๊กแบงทิ้งเรื่องไว้มากมาย Stone กล่าวถึงแม้ว่ามันจะใหญ่พอที่จะแปลกใจ แต่ตอนนี้เขากล่าวว่านักทฤษฎีฟิสิกส์ได้รับข้อมูลของพวกเขา

นักฟิสิกส์พึ่งพาสิ่งที่เรียกว่าแบบจำลองมาตรฐานเพื่ออธิบายทุกอย่างในระดับ subatomic คำถามตอนนี้สโตนกล่าวว่าการคาดการณ์ของ Standard Model สามารถอธิบายการวัดเสน่ห์ควาร์กที่ทีมเพิ่งสร้างขึ้นได้หรือไม่หรือต้องใช้ฟิสิกส์แบบใหม่ซึ่งสโตนกล่าวว่าเป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นที่สุด

"ถ้าสิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยฟิสิกส์ใหม่ฟิสิกส์ใหม่นั้นอาจมีแนวคิดว่าการละเมิด CP มาจากไหน" เขากล่าว

นักวิจัยประกาศการค้นพบในเว็บคาสต์ของ CERN และเผยแพร่ผลงานทางวิชาการออนไลน์ทางออนไลน์