วันนี้ 2 สิงหาคม 2547 นักฟิสิกส์อนุภาคจากสหราชอาณาจักรและทั่วโลกกำลังทำการทดลอง BABAR ที่ Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) ในสหรัฐอเมริกาประกาศผลการวิจัยใหม่ที่น่าตื่นเต้นซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างมากในพฤติกรรมของสสารและปฏิสสาร การค้นพบของพวกเขาอาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมจักรวาลที่เราอาศัยอยู่นั้นถูกครอบงำด้วยสสารมากกว่ามีสสารที่เท่ากันและการต่อต้านสสาร
เครื่องเร่ง PEP-II ของ SLAC จะชนกับอิเล็กตรอนและคู่ปฏิสสารของพวกมัน, โพสิตรอน, เพื่อสร้างอนุภาคหนักที่แปลกใหม่และอนุภาคต่อต้านคู่ที่รู้จักกันในชื่อ B และแอนตี้ - บี รูปแบบของสสารและปฏิสสารที่หายากเหล่านี้มีอายุสั้นทำให้เกิดการย่อยสลายในอนุภาคขนาดเล็กอื่น ๆ เช่น kaons และ pions ซึ่งสามารถเห็นได้ในการทดลอง BABAR
“ หากไม่มีความแตกต่างระหว่างสสารและปฏิสสารทั้งในอนุภาคบีและอนุภาคต่อต้านอนุภาคบีจะมีรูปแบบการสลายตัวแบบเดียวกัน อย่างไรก็ตามการวัดใหม่ของเราแสดงตัวอย่างของความแตกต่างในอัตราการสลายตัวแทน” Marcello Giorgi จาก SLAC มหาวิทยาลัย Pisa และ INFN โฆษกของ BABAR กล่าว
โดยการลอดผ่านการสลายตัวของบีซอนและแอนตี้ - บีมากกว่า 200 ล้านคู่นักวิจัยได้ค้นพบความไม่สมดุลของสสาร - ปฏิสสาร “ เราค้นพบตัวอย่าง 910 ของอนุภาค B อนุภาคที่สลายตัวไปยัง kaon และ pion แต่มีเพียง 696 ตัวอย่างสำหรับการต่อต้าน B” Giorgi อธิบาย “ การวัดใหม่นั้นเป็นผลมาจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของตัวเร่ง PEP-II ของ SLAC และประสิทธิภาพของตัวตรวจจับ BABAR ตอนนี้คันเร่งทำงานได้ 3 เท่าของประสิทธิภาพการออกแบบและ BABAR สามารถบันทึกการชนได้ประมาณ 98%”
ในขณะที่ BABAR และการทดลองอื่น ๆ ได้สังเกตความไม่สมดุลของสสาร - ปฏิสสารก่อนหน้านี้นี่เป็นครั้งแรกที่พบความแตกต่างโดยการนับจำนวนของการสลายตัวของ B และแอนติบอดี B ไปสู่สถานะสุดท้ายเดียวกัน ผลกระทบนี้เรียกว่าการละเมิด CP โดยตรงและพบว่าเป็น 13%; ผลที่คล้ายกันเกิดขึ้นสำหรับการสลายตัวของ Kaons และ antiKaons แต่เฉพาะในระดับ 4 ส่วนในล้าน!
“ นี่เป็นสัญญาณที่แข็งแกร่งและน่าเชื่อถือของการละเมิด CP โดยตรงในการสลายตัวของ B ซึ่งเป็นรูปแบบของความไม่สมดุลของสสารปฏิสสารที่คาดว่าจะมีอยู่ แต่ไม่เคยสังเกตมาก่อน จากการค้นพบครั้งนี้ความไม่สมมาตรของสสาร - ปฏิสสารเต็มรูปแบบนั้นมารวมกันเป็นภาพที่สอดคล้องกัน ฉันตื่นเต้นมากและยินดีเป็นหนึ่งในนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของฉัน Carlos Chavez ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ SLAC มีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรง” Christos Touramanis จากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลกล่าว
Dan Bowerman สมาชิกของทีม BABAR จาก Imperial College กล่าวเสริมว่า“ เมื่อจักรวาลเริ่มต้นด้วยการระเบิดครั้งใหญ่สสารและปฏิสสารถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่เท่ากัน อย่างไรก็ตามการสังเกตทั้งหมดบ่งชี้ว่าเราอาศัยอยู่ในจักรวาลที่ทำจากสสารเท่านั้น ดังนั้นเราต้องถามว่าเกิดอะไรขึ้นกับปฏิสสาร งานที่ BABAR นำเราเข้ามาใกล้เพื่อตอบคำถามนี้มากขึ้น”
ความแตกต่างที่ลึกซึ้งระหว่างพฤติกรรมของสสารและปฏิสสารจะต้องรับผิดชอบต่อความไม่สมดุลของสสาร - ปฏิสสารที่พัฒนาขึ้นในจักรวาลของเรา แต่ความรู้ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับความแตกต่างเหล่านี้ไม่สมบูรณ์และไม่เพียงพอต่อการพิจารณาเรื่องการสังเกต การละเมิดซีพีเป็นหนึ่งในสามเงื่อนไขของนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Andrei Sakharov เพื่ออธิบายถึงความไม่สมดุลของสสารและปฏิสสารในจักรวาล
ศาสตราจารย์เอียนฮอลลิเดย์หัวหน้าผู้บริหารสภาวิจัยอนุภาคและดาราศาสตร์ซึ่งให้การสนับสนุนการมีส่วนร่วมของสหราชอาณาจักรใน BABAR กล่าวว่า:“ เรายังไม่เข้าใจอย่างเต็มที่ว่าจักรวาลที่เราอาศัยอยู่นั้นมีวิวัฒนาการมาอย่างไร อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ใหม่นี้และการวัดล่าสุดที่เกี่ยวข้องใน BABAR และการทดลองอื่น ๆ ทั่วโลกทำให้เรามีความเข้าใจอย่างมากในด้านนี้ ยังมีอีกมากที่จะค้นพบและเรียนรู้เกี่ยวกับปัญหาพื้นฐานนี้”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว PPARC
