Fyzici největšího atomového kouře na světě poprvé pozorovali rozdíly v rozkladu částic a antičástic obsahujících základní stavební blok hmoty, který se nazývá kouzelný kvark.
Zjištění by mohlo pomoci vysvětlit tajemství, proč vůbec existuje záležitost.
"Je to historický milník," řekl Sheldon Stone, profesor fyziky na Syracuse University a jeden ze spolupracovníků nového výzkumu.
Hmota a antihmota
Každá částice hmoty má antičástici, která má stejnou hmotnost, ale s opačným elektrickým nábojem. Když se setkají hmota a antihmota, navzájem se ničí. To je problém. Velký třesk měl vytvořit stejné množství hmoty a antihmoty a všechny tyto částice se měly rychle zničit a nezanechat nic jiného než čistou energii.
Pojem porušení CP pocházel od ruského fyzika Andreje Sacharova, který jej navrhl v roce 1967 jako vysvětlení, proč hmota přežila Velký třesk.
„Toto je jedno z kritérií nezbytných pro to, abychom existovali,“ řekl Stone, „takže je důležité pochopit, jaký je původ porušení CP.“
Existuje šest různých typů kvarků, všechny s vlastními vlastnostmi: nahoru a dolů, nahoru a dolů a kouzlo a podivné. V roce 1964 fyzici poprvé pozorovali porušení CP v reálném životě v podivných kvarkech. V roce 2001 viděli, že k tomu dochází u částic obsahujících spodní kvarky. (Oba objevy vedly k Nobelovým cenám pro zúčastněné vědce.) Fyzici dlouho předpokládali, že se to stalo s částicemi obsahujícími kouzelné kvarky, ale nikdo to nikdy neviděl.
Charmed, jsem si jistý
Kámen je jedním z vědců na kosmetickém experimentu Large Hadron Collider (LHC), který používá CERNův Large Hadron Collider, prsten ve vzdálenosti 27 kilometrů na francouzsko-švýcarské hranici, který vysílá subatomické částice, které se navzájem kryjí, aby znovu vytvořte záblesky ohromující energie, která následovala Velký třesk. Když se částice navzájem rozbijí, rozbijí se na své základní části, které se pak rozpadnou ve zlomcích sekundy na stabilnější částice.
Poslední pozorování zahrnovala kombinace kvarků nazývaných mesony, konkrétně D0 ("d-nula") meson a anti-D0 meson. Meson D0 je tvořen jedním kvarkem kouzla a jedním kvarkem anti-up (antičástice kvarku nahoru). Meson anti-D0 je kombinací jednoho kvarku proti kouzlu a jednoho kvarku nahoru.
Oba tyto mesony se rozkládají mnoha způsoby, ale některé malé procento z nich končí jako mezony nazývané kaony nebo piony. Vědci změřili rozdíl v míře úpadku mezi D0 a anti-D0 mesony, což je proces, který zahrnoval nepřímá měření, aby se zajistilo, že neměří jen rozdíl v počáteční produkci těchto dvou mesonů, nebo rozdíly v tom, jak dobře zařízení mohlo detekovat různé subatomické částice.
Sečteno a podtrženo? Poměr rozpadu se lišil o desetinu procenta.
"To znamená, že D0 a anti-D0 se nerozkládají stejnou rychlostí, a to je to, čemu říkáme porušení CP," řekl Stone.
A to dělá věci zajímavými. Rozdíly v rozpadech pravděpodobně nejsou dost velké, aby vysvětlily, co se stalo poté, co Velký třesk zanechal tolik záležitostí, řekl Stone, i když je dost velký, aby byl překvapivý. Ale teď, říkal, teoretici fyziky se obrátili na data.
Fyzici se spoléhají na něco, čemu se říká standardní model, aby vysvětlili, všechno na subatomické stupnici. Nyní, Stone řekl, je otázkou, zda předpovědi provedené standardním modelem mohou vysvětlit měření kouzla kvarků, které právě provedl tým, nebo zda to bude vyžadovat nějaký druh nové fyziky - což, řekl Stone, by byl nejúžasnější výsledek.
"Pokud by to bylo možné vysvětlit pouze novou fyzikou, tato nová fyzika by mohla obsahovat myšlenku, odkud toto porušení CP pochází," řekl.
Vědci oznámili objev ve webcastu CERN a publikovali předtisk papíru s podrobnostmi o výsledcích online.
- Co to je? Vaše otázky z fyziky zodpovězeny
- 18 největších nevyřešených záhad ve fyzice
- Fotografie: Největší Atom Smasher na světě (LHC)
