nauki ścisłe
Autor: Clara Moskowitz | dodano: 2019-08-29
Powabne ciekawostki

Nowe wskazówki na temat losu antymaterii we Wszechświecie.

W zasadzie świat mógłby powstać z antymaterii, ale tak się nie stało. Antymateria to jakby lustrzane odbicie materii; każda cząstka materii ma w antymaterii swój odpowiednik o przeciwnym ładunku. Fizycy uważają, że kiedy powstał kosmos, antymateria występowała równie obficie jak materia, ale potem zniknęła. Być może teraz znaleźliśmy się o krok bliżej do wyjaśnienia tej zagadki.

Naukowcy z kolaboracji Large Hadron Collider Beauty (LHCb) w CERN koło Genewy odkryli, że kwark powabny, jeden z grupy sześciu cząstek elementarnych nazywanych kwarkami, zachowuje się inaczej niż zaliczany do antymaterii odpowiednik, czyli antykwark powabny. W marcu tego roku podczas poświęconej cząstkom elementarnym konferencji „Rencontres de Moriond” w La Thuile we Włoszech ogłoszono, że mezon D0 zawierający kwark powabny i jego partner zawierający antykwark powabny rozpadają się z różną szybkością. Obserwacje te mogą pomóc w wyjaśnieniu, skąd wzięła się asymetria pomiędzy materią i antymaterią po Wielkim Wybuchu, która sprawiła, że nasz świat jest zbudowany z materii.

Kiedy materia i antymateria spotkają się ze sobą, następuje ich anihilacja. Badacze uważają, że tego typu kolizje spowodowały zniknięcie prawie całej antymaterii (i większości materii), które początkowo istniały w kosmosie. Nie rozumieją jednak, dlaczego przetrwała stosunkowo niewielka ilość materii, z której powstały gwiazdy, planety i pozostałe obiekty kosmosu. Dlatego fizycy poszukują materii, która zachowuje się wystarczająco odmiennie niż jej odpowiednik w dziedzinie antymaterii, że miałaby dość czasu, aby spowodować obserwowaną asymetrię na etapie wczesnego Wszechświata.

Zaobserwowana niedawno asymetria w szybkości rozpadu kwarku i antykwarku powabnego jest zbyt mała, aby wytłumaczyć nadmiar materii we Wszechświecie. Jednak uzyskane wyniki „przybliżają nas do rozwiązania zagadki, pokazując jedną z możliwych odpowiedzi, która jednak nie jest właściwa”, wyjaśnia Yuval Grossman, fizyk teoretyk z Cornell University, który nie uczestniczył w omawianych badaniach. „Również jestem podekscytowany, ponieważ po raz pierwszy udało się zaobserwować to [zjawisko w przypadku kwarków powabnych].”

Fizycy poprzednio zaobserwowali już podobne rozbieżności dla dwóch innych kwarków, ale i one były zbyt małe, aby wyjaśnić dominację materii. Jak wyjaśnia Sheldon Stone z Syracuse University i członek kolaboracji LHCb, naukowcy liczą, że zdołają zaobserwować dużo większe różnice między materią a antymaterią w innych procesach, na przykład z udziałem ulotnych cząstek zwanych neutrinami lub w reakcjach z udziałem bozonu Higgsa, czyli cząstki nadającej masę innym cząstkom. I dodaje: „Obecnie prowadzonych jest wiele innych pomiarów”.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 09/2019 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2019
10/2018 - specjalny
Kalendarium
Październik
16
W 1978 r. Wanda Rutkiewicz jako trzecia kobieta na świecie oraz pierwsza Europejka weszła na szczyt Mount Everestu (8848 m n.p.m.)
Warto przeczytać
14 września 2015 roku zaczęła się era nowej astronomii, która przez najbliższe stulecia kształtować będzie naszą wizję świata, opartą na obserwacji nie światła, lecz fal grawitacyjnych emitowanych przez ruchy i drgania ciał niebieskich.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Clara Moskowitz | dodano: 2019-08-29
Powabne ciekawostki

Nowe wskazówki na temat losu antymaterii we Wszechświecie.

W zasadzie świat mógłby powstać z antymaterii, ale tak się nie stało. Antymateria to jakby lustrzane odbicie materii; każda cząstka materii ma w antymaterii swój odpowiednik o przeciwnym ładunku. Fizycy uważają, że kiedy powstał kosmos, antymateria występowała równie obficie jak materia, ale potem zniknęła. Być może teraz znaleźliśmy się o krok bliżej do wyjaśnienia tej zagadki.

Naukowcy z kolaboracji Large Hadron Collider Beauty (LHCb) w CERN koło Genewy odkryli, że kwark powabny, jeden z grupy sześciu cząstek elementarnych nazywanych kwarkami, zachowuje się inaczej niż zaliczany do antymaterii odpowiednik, czyli antykwark powabny. W marcu tego roku podczas poświęconej cząstkom elementarnym konferencji „Rencontres de Moriond” w La Thuile we Włoszech ogłoszono, że mezon D0 zawierający kwark powabny i jego partner zawierający antykwark powabny rozpadają się z różną szybkością. Obserwacje te mogą pomóc w wyjaśnieniu, skąd wzięła się asymetria pomiędzy materią i antymaterią po Wielkim Wybuchu, która sprawiła, że nasz świat jest zbudowany z materii.

Kiedy materia i antymateria spotkają się ze sobą, następuje ich anihilacja. Badacze uważają, że tego typu kolizje spowodowały zniknięcie prawie całej antymaterii (i większości materii), które początkowo istniały w kosmosie. Nie rozumieją jednak, dlaczego przetrwała stosunkowo niewielka ilość materii, z której powstały gwiazdy, planety i pozostałe obiekty kosmosu. Dlatego fizycy poszukują materii, która zachowuje się wystarczająco odmiennie niż jej odpowiednik w dziedzinie antymaterii, że miałaby dość czasu, aby spowodować obserwowaną asymetrię na etapie wczesnego Wszechświata.

Zaobserwowana niedawno asymetria w szybkości rozpadu kwarku i antykwarku powabnego jest zbyt mała, aby wytłumaczyć nadmiar materii we Wszechświecie. Jednak uzyskane wyniki „przybliżają nas do rozwiązania zagadki, pokazując jedną z możliwych odpowiedzi, która jednak nie jest właściwa”, wyjaśnia Yuval Grossman, fizyk teoretyk z Cornell University, który nie uczestniczył w omawianych badaniach. „Również jestem podekscytowany, ponieważ po raz pierwszy udało się zaobserwować to [zjawisko w przypadku kwarków powabnych].”

Fizycy poprzednio zaobserwowali już podobne rozbieżności dla dwóch innych kwarków, ale i one były zbyt małe, aby wyjaśnić dominację materii. Jak wyjaśnia Sheldon Stone z Syracuse University i członek kolaboracji LHCb, naukowcy liczą, że zdołają zaobserwować dużo większe różnice między materią a antymaterią w innych procesach, na przykład z udziałem ulotnych cząstek zwanych neutrinami lub w reakcjach z udziałem bozonu Higgsa, czyli cząstki nadającej masę innym cząstkom. I dodaje: „Obecnie prowadzonych jest wiele innych pomiarów”.