CERN stebėta dalelė, nesimetriškai persijungianti tarp materijos ir antimaterijos - išmatuotas nesuvokiamai mažas skirtumas gali reikšti gigantiškas pasekmes visatai

LHC gautus duomenis analizuojantys Oxfordo fizikai teigia užfiksavę subatominių dalelių persijungimą tarp materijos ir antimaterijos. Pasirodo, mūsų vos atsiradusią visatą nuo anihiliacijos galėjo išgelbėti neįsivaizduojamai menkas dviejų dalelių masių skirtumas.

Antimaterija yra savotiškas įprastos materijos „blogasis dvynys“, bet jis stulbinamai panašus – tiesą sakant, praktiškai juos skiria vien priešingi krūviai. Dėl to materijai ir antimaterijai susilietus, jos viena kitą sunaikina, išskirdamos energiją.

Kad viskas nebūtų taip paprasta, kai kurios dalelės, tokios, kaip fotonai, yra savo pačių antidalelės. O kai kurios, pasinaudodamos kvantiniu superpozicijos triuku, kurį išgarsino Schrödingerio mintinio eksperimento katė, egzistuoja kaip keistas abiejų būsenų mišinys tuo pačiu metu. O tai reiškia, kad šios dalelės iš tiesų osciliuoja tarp buvimo materija ir antimaterija.

Ir dabar prie šio išskirtinio klubo prisijungė nauja dalelė – žavusis mezonas. Įprastai ši subatominė dalelė būna sudaryta iš žaviojo (c) kvarko ir kylančiojo antikvarko (u̅), o jo antimaterinis atitikmuo – iš žaviojo antikvarko ir kylančiojo kvarko. Šiaip šios būsenos būna atskiros, bet naujas tyrimas rodo, kad žavieji mezonai gali spontaniškai pereiti iš vienos būsenos į kitą.

Šią paslaptį išdavė truputį besiskirianti būsenų masė. Ir pasakymas „truputį“ yra labai stipri hiperbolė – skirtumas yra vos 0,00000000000000000000000000000000000001 gramo.

Šį neįtikėtinai tikslų matavimą Oxfordo universiteto fizikai sužvejojo duomenyse, surinktuose per antrajį Didžiojo hadronų greitintuvo paleidimą. Žavieji mezonai sukuriami LHC, priešpriešais sudaužiant protonus, ir įprastai, prieš suirdami į kitas daleles, jie nukeliauja vos keletą milimetrų.

Lygindama truputį toliau nuskriejančius žaviuosius mezonus su mezonais, suyrančiais greičiau, komanda nustatė masių skirtumą kaip pagrindinį faktorių, kuris lemia, ar žavusis mezonas virs antižaviuoju mezonu, ar ne.

Šis nesuvokiamai mažas skirtumas gali reikšti gigantiškas pasekmes visatai. Remiantis dalelių fizikos Standartini modeliu, Didžiojo sprogimo metu turėjo susidaryti po lygiai materijos ir antimaterijos, ir ilgainiui visa tai turėjo susidurti ir anihiliuoti, ir kosmosas turėtų būti likęs visai tuščias. Tai, akivaizdu, nenutiko ir ėmė dominuoti materija, tačiau kas sukėlė šį disbalansą?

Pagal vieną hipotezę, kuri kyla iš šio naujo atradimo, yra tai, kad tokios dalelės, kaip žavieji mezonai, iš antmaterijos būsenos į materijos būseną pereina dažniau, nei iš materijos į antimaterijos. Tyrimas, ar taip yra iš tiesų – ir jei taip, tai kodėl – galėtų tapti užuomina, padėsiančia išspręsti vieną iš didžiausių mokslo paslapčių.

Tyrimas buvo pateiktas žurnalui Physical Review Letters, ir su juo galima susipažinti išankstinių publikacijų serveryje arXiv.

Michael Irving
newatlas.com

Šaltiniai: Oxford University, CERN