Dünyanın en büyük atom parçalayıcısındaki fizikçiler ilk kez, cazibe kuarkı adı verilen temel bir yapı taşı içeren parçacıkların ve antipartiküllerin bozulmasında farklılıklar gözlemlediler.
Bulgu, maddenin neden var olduğunun gizemini açıklamaya yardımcı olabilir.
Syracuse Üniversitesi'nde fizik profesörü ve yeni araştırmanın ortaklarından biri olan Sheldon Stone, "Bu tarihi bir kilometre taşı" dedi.
Madde ve karşımadde
Her madde parçacığı, kütle ile özdeş olan ancak zıt bir elektrik yükü olan bir antipartiküle sahiptir. Madde ve antimadde buluştuğunda birbirlerini yok ederler. Bu bir sorun. Büyük Patlama, eşit miktarda madde ve antimadde yaratmış olmalı ve bu parçacıkların hepsi birbirini hızla yok etmeli ve saf enerjiden başka bir şey bırakmamalıydı.
CP ihlali kavramı, 1967'de maddenin neden Büyük Patlama'dan kurtulduğuna dair bir açıklama olarak öneren Rus fizikçi Andrei Sakharov'dan geldi.
"Bu bizim varlığımız için gerekli kriterlerden biri," dedi Stone, "CP ihlallerinin kökeninin ne olduğunu anlamak önemli."
Her biri kendi özelliklerine sahip altı farklı kuark türü vardır: yukarı ve aşağı, üst ve alt ve çekicilik ve garip. 1964'te fizikçiler ilk olarak gerçek hayatta CP ihlalini garip kuarklarda gözlemlediler. 2001'de, bunun alt kuarklar içeren parçacıklarla olduğunu gördüler. (Her iki keşif de ilgili araştırmacılar için Nobel ödüllerine yol açtı.) Fizikçiler uzun zamandır çekicilik kuarkları içeren parçacıklarla da meydana geldiğini teorikleştirdiler, ancak hiç kimse görmedi.
Charmed, eminim
Stone, Fransız-İsviçre sınırındaki 16,5 mil (27 kilometre) halkası olan CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısını kullanan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) güzellik deneyi üzerinde çalışan araştırmacılardan biridir. Büyük Patlama'yı izleyen akıllara durgunluk veren enerjinin flaşlarını yaratın. Parçacıklar birbirine çarptıkça, daha sonra bir ikinci ila daha kararlı parçacıkların fraksiyonları içinde çürüyen bileşen parçalarına ayrılırlar.
En son gözlemler, mezonlar denilen kuarkların kombinasyonlarını, özellikle D0 ("d-sıfır") mezonunu ve anti-D0 mesiğini içermektedir. D0 meson bir çekicilik kuarkı ve bir anti-up kuarktan (yukarı kuarkın ön-parçacığı) oluşur. Anti-D0 meson, bir çekicilik önleyici ve bir yukarı kuarkın birleşimidir.
Bu mezonların her ikisi de birçok şekilde bozulur, ancak küçük bir yüzdesi kaon veya pion denilen mezonlar olarak sonuçlanır. Araştırmacılar, D0 ve anti-D0 mezonları arasındaki bozulma hızlarındaki farkı, sadece iki mezonun ilk üretimindeki bir farkı ölçmediklerinden emin olmak için dolaylı ölçümler yapılmasını içeren bir süreç veya bunların ekipman çeşitli atom altı parçacıkları tespit edebilir.
Alt çizgi? Çürüme oranları yüzde onda biri oranında farklılık gösterdi.
Stone, "D0 ve anti-D0'ın aynı oranda bozulmadığı anlamına gelir ve buna CP ihlali diyoruz." Dedi.
Bu da işleri ilginç kılıyor. Çürüklerdeki farklılıklar, Big Bang'den sonra çok fazla maddenin geride kalması için neler olduğunu açıklayacak kadar büyük değil, dedi Stone, şaşırtıcı olacak kadar büyük olsa da. Ama şimdi, fizik teorisyenlerinin verilerle sıra aldıklarını söyledi.
Fizikçiler, atom altı ölçekte her şeyi açıklamak için Standart Model adı verilen bir şeye güvenir. Şimdi soru, Stone, Standart Model tarafından yapılan tahminlerin ekibin yeni yaptığı çekicilik kuark ölçümünü açıklayıp açıklayamayacağı veya bir tür yeni fizik gerektirip gerektirmeyeceği - Stone'un en heyecan verici sonuç olacağını söyledi.
"Eğer bu sadece yeni fizik tarafından açıklanabilirse, yeni fizik bu CP ihlalinin nereden geldiği fikrini içerebilir." Dedi.
Araştırmacılar, keşfi bir CERN web yayınında açıkladı ve sonuçları çevrimiçi olarak detaylandıran bir makalenin ön baskısını yayınladı.
- Bu da ne? Fizik Sorularınız Cevaplandı
- Fizikteki En Büyük 18 Çözülmemiş Gizem
- Fotoğraflar: Dünyanın En Büyük Atom Parçalayıcısı (LHC)
