Fyzici na největším na světě s akcelerátorem na světě udělali první objev ohledně antihmoty, který by mohl pomoci vyřešit jednu z největších tajemství vesmíru.
Objev – vyrobený na Velký hadron Collider (LHC) na CernBlízko Ženevy-odhalil, že krátkodobý bratranec protonů a neutronů, krása-lambda Baryon, rozkládá jinou rychlostí než jeho protějšek antihat.
Tento efekt se nazývá porušování náboje (CP), odkazuje na částice opačného náboje, jako je hmota a animát, chová se jinak. Je to zásadní vysvětlení, proč to bylo schopno dominovat nad antihmotem V raném vesmíru – bez něj by vesmír byl prázdnou prázdnotou.
Přestože jsme klíčovým důvodem, proč jsme tady na prvním místě, množství porušení CP předpovídalo standardní model Fyzika částic je příliš malá na to, aby vysvětlila hojnost hmoty v našem vesmíru.
A co víc, toto porušení bylo dříve detekováno pouze v částicích tvořených páry Quark-Antiquark, nazývané Mesons. U baryonů nebylo pozorováno-částice tří kvarků, jako jsou protony a neutrony, které tvoří většinu viditelné hmoty vesmíru.
Tato detekce prvního druhu to změnila a potenciálně otevírala cestu k hledání fyziky nad standardní model. Vědci představili svá zjištění 24. března na konferenci Rencontres de Moriond v La Thuile v Itálii a zveřejnili non-peer-recenzovanou studii na serveru předtišku arxiv.
„Důvod, proč trvalo déle, než pozorování porušení CP u baryonů než v Mesonu, je na velikosti účinku a dostupných údajů,“ Vincenzo VagnoniMluvčí experimentu s velkým Hadron Collider Beauty (LHCB), který provedl detekci, řekl v prohlášení. „Trvalo to přes 80 000 Baryonů, abychom viděli hmotu – antimater asymetrie s touto třídou částic poprvé.“
Vývar stvoření
Podle standardního modelu kosmologie, v důsledku Velký třeskMladý kosmos byl drzý plazmový vývar hmoty a částice antihmoty, které se objevily a po kontaktu se navzájem zničily.
Teorie předpovídá, že záležitost a antihmota uvnitř této plazmatické polévky by se měla úplně zničit. Vědci se však domnívají, že určitá neznámá nerovnováha-pravděpodobně porušení CP při rozpadu zahrnující slabou jadernou sílu-umožnila vyrábět více hmoty než antihmota a šetřila ji z sebezničení.
Pro hledání porušení CP u baryonů vědci v LHCB prošli údaji o nesčetných interakcích částic (kde se srazí protony zhruba 25 milionůkrát za sekundu) k tomu došlo v letech 2009 až 2018.
Vytvořili rozpady krásy-lambda Baryona hledáním vyprávěných cest vytvořených jeho produkty rozpadu-proton, Kaon a pár opačně nabitých pionů-vedle rozpadu jeho odpovídajícího protějšku.
Jejich analýza odhalila, že rozdíl mezi počtem kosmetických lambda baryonů a baryonů proti beabdu byl 2,45% od nuly s nejistotou asi 0,47%. Toto bylo měřeno na statistickou významnost 5,2 Sigma, předávání Výsledek pěti sigma Fyzici používají jako „zlatý standard“ pro ohlašování nového objevu.
Po uzavření zjištění fyziky tvrdí, že budou hledat ještě více porušení CP, když se LHC znovu vystřelí v roce 2030, a shromažďují další údaje o klíčovém mechanismu, který pravděpodobně umožnil existenci našeho vesmíru.
„Čím více systémů, ve kterých pozorujeme porušování CP a čím přesnější jsou měření, tím více příležitostí musíme otestovat standardní model a hledat fyziku mimo něj,“ řekl Vagnoni. „První pozorování porušení CP v rozkladu Baryonu připravuje cestu pro další teoretické a experimentální zkoumání povahy porušení CP a potenciálně nabízí nová omezení fyziky nad standardní model.“
Tento článek byl původně publikován 31. března 2025.
