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
11/2019
10/2018 - specjalny
Kalendarium
Listopad
14
W 2008 r. w ramach misji indyjskiej sondy kosmicznej Chandrayaan-1 na Księżycu wylądował próbnik Moon Impact Probe.
Warto przeczytać
Michael Hebb to współtwórca popularnego na Zachodzie ruchu, w ramach którego ludzie, znajomi lub nieznajomi, spotykają się przy stole, by porozmawiać o śmierci. Tak jak o życiu, normalnie. Gdybyś mógł przedłużyć swoje życie, to o jak długo? Jak wygląda dobra śmierć? Jak chciałbyś być wspominany?

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”.