CERN-fysikere som jobber med LHCb-detektoren, har funnet de første mulige forskjellene mellom materie og antimaterie, og forklarer hvorfor det nesten ikke er noe antimaterie i det moderne universet, ifølge en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Physics.
Det antas at i de første øyeblikkene etter Big Bang var det en like mengde materie og antimatter. I dag er verden fylt med materie, og dette faktum er et fysisk mysterium, siden partiklene av materie og antimaterie burde ha ødelagt hverandre i det øyeblikket da de dukket opp i quark "suppen" i det fremtidige universet. Derfor oppstår spørsmålet - hvor forsvant antimaterialet og hvorfor universet eksisterer.
I dag prøver forskere å finne et svar på dette spørsmålet på to måter - ved å simulere forholdene som eksisterte under Big Bang, inkludert bruk av partikkelakseleratorer, og også ved å sammenligne de grunnleggende egenskapene til materie og antimaterie. I løpet av de siste 50 årene har det ikke blitt funnet noen signifikante forskjeller i egenskapene deres, og det er grunnen til at mange fysikere begynte å lete etter eksotiske svar på mysteriet om forsvinningen av antimateriell i prosessen med utvidelsen av universet og egenskapene til "Gud-partikkelen", Higgs boson.
Nicola Neri fra Universitetet i Milano (Italia) og kollegene ved LHCb-samarbeidet, inkludert dusinvis av russiske fysikere, hevder mulig oppdagelse av slike forskjeller i oppførsel av materie og antimaterie i dataene som er samlet inn av LHCb-instrumentet i løpet av den første sesongen av Large Hadron Collider etter å ha startet den på nytt i mai 2015.
Forskernes oppmerksomhet ble tiltrukket av skikkelsene i forfallet til de såkalte lambda baryoner - superheavy partikler bestående av to lette kvarker og en tung kvark. I noen sjeldne tilfeller forfaller disse partiklene i fire deler - tre pi-meson og en proton, og i andre, enda mer sjeldne tilfeller - til to kaoner, en pi-meson og en proton.
Arten og hyppigheten av disse forfallene, som forskere bemerker, bør være omtrent den samme for partikler og antipartikler, men eksperimentelle data fra LHC viser at "mønsteret" for bevegelsen av forfallsprodukter i noen tilfeller skilte seg med 10-20% fra det generelt aksepterte bildet av fysikkens standardmodell i de tilfeller der anti-lambda baryoner forfalt. Denne asymmetrien indikerer ifølge fysikere en lignende asymmetri i styrke i egenskapene til partikler som er involvert i forfallsprosessen.
Så langt er ikke denne observasjonen et funn - fysikere har klart å registrere bare seks tusen tilfeller av forfall av lambda baryoner i henhold til disse scenariene, og konfidensnivået til dette funnet er 3,3 sigma (0,1% av sannsynligheten for en tilfeldighet eller målefeil). I partikkelfysikk regnes bare observasjonene som oppnår et 5 sigma-nivå av tillit, som en oppdagelse, og derfor er beregningene til Neri og hans kolleger foreløpig bare et alvorlig hint av en oppdagelse.
På den annen side, ifølge tidsskriftet Symmetry, lover forskere å snart legge ut oppdaterte måleresultater, bygget under hensyntagen til dataene som LHCb og hele Large Hadron Collider gjennomførte fra januar til november i fjor. Hvis disse innledende dataene blir bekreftet, vil det være mulig å si at forskere virkelig er i nærheten av å løse et av universets viktigste mysterier, forbundet med eksistensen av menneskeheten spesielt og all materie generelt.
Salgsfremmende video:
”Vi har bevist at vi er i ferd med fantastiske funn. Detektoren vår er så følsom at vi nå kan starte et systematisk søk etter asymmetri av materie og antimaterie i andre tunge baryoner. Våre evner vil utvide seg ytterligere med oppdateringen av detektoren i 2018, avslutter Neri.
