Strona główna Aktualności
Kosmos

Pierwszy ślad różnic między materią a „zwykłą” antymaterią

24.02.2017 Kosmos

W rozpadach barionów pięknych Lambda b wykryto pierwsze różnice między powszechną, barionową materią a jej antymaterialnymi odpowiednikami. Na zdjęciu zespół eksperymentu LHCb przy detektorze. (Źródło: CERN, The LHCb Collaboration)

Świat wokół nas jest zbudowany głównie z barionów, cząstek składających się z trzech kwarków. Dlaczego nie ma w nim antybarionów, skoro tuż po Wielkim Wybuchu materia i antymateria powstawały w dokładnie takich samych ilościach? W eksperymencie LHCb przy Wielkim Zderzaczu Hadronów właśnie natrafiono na pierwszy ślad różnic między barionową materią a antymaterią.

W danych zebranych w trakcie pierwszej fazy pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów zespół eksperymentu LHCb wykrył interesującą asymetrię. Najnowsza analiza rozpadów barionów pięknych Lambda b, cząstek sześciokrotnie bardziej masywnych od protonu, sugeruje, że rozpadają się one nieco inaczej niż ich antymaterialne odpowiedniki.

 

"Jeśli wynik ten zostanie potwierdzony, będzie można mówić o zaobserwowaniu pierwszej różnicy między antybarionami a barionami, a więc tą rodziną cząstek, która w dominującej części tworzy nasz codzienny świat" - informuje w przesłanym PAP komunikacie Instytut Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN).

 

Pewne różnice między materią a antymaterią zaobserwowano już wcześniej. W 1964 roku dostrzeżono, że kaony – czyli mezony K, cząstki zbudowane z kwarka dziwnego i antykwarka dolnego albo górnego – czasami rozpadają się nieco inaczej niż antykaony. Za to odkrycie w 1980 roku przyznano Nagrodę Nobla. Z kolei w ostatnich latach pojawiły się doniesienia o wykryciu nieco wyraźniejszych różnic w rozpadach mezonów i antymezonów B różnego typu.

 

"Mezony to pary kwark-antykwark o krótkich czasach życia, dziś pojawiające się we Wszechświecie w niewielkich ilościach, a na Ziemi wytwarzane głównie w wysokoenergetycznych zderzeniach w akceleratorach. Tymczasem materię, z której składają się makroskopowe obiekty naszego świata, tworzą leptony (to do nich należą elektrony) oraz w dominującej części bariony, czyli zlepki trzech kwarków (barionem jest proton, zawierający dwa kwarki górne i jeden dolny, oraz neutron, złożony z dwóch kwarków dolnych i jednego górnego)" - informuje IFJ PAN.

 

Najnowsza analiza danych z eksperymentu LHCb, opublikowana w czasopiśmie „Nature Physics”, a dotycząca rozpadów cząstek Lambda b zbudowanych z kwarków dolnego, górnego i pięknego, jest więc pierwszą wskazówką o możliwych różnicach między materią barionową a jej antymaterialnym odbiciem.

 

"Jeszcze nie możemy mówić o odkryciu. Niemniej mamy do czynienia z czymś, co wydaje się coraz bardziej obiecującą wskazówką obserwacyjną, wychwyconą w danych z pierwszego etapu pracy akceleratora LHC. Na ostateczne potwierdzenie – lub zanegowanie... – obecnego wyniku trzeba będzie jednak poczekać kilkanaście miesięcy, do momentu oficjalnego zakończenia analizy danych z fazy drugiej” - zaznacza dr hab. Marcin Kucharczyk z IFJ PAN w Krakowie, który to instytut jest jednym z uczestników eksperymentu LHCb.

 

Współczesna fizyka cząstek elementarnych oraz modele kosmologiczne sugerują, że antymateria powstawała w dokładnie takich samych ilościach co materia. Z faktem tym wiążą się spektakularne konsekwencje: gdy cząstka napotyka swoją antycząstkę, z dużym prawdopodobieństwem dochodzi do anihilacji, czyli procesu, w którym obie cząstki całkowicie przekształcają się w energię. Mechanizm ten jest niezwykle wydajny. Ilość energii powstająca przy anihilowaniu kilograma antymaterii z dobrym przybliżeniem odpowiada ilości energii, jaka uwalnia się wskutek spalenia rocznej produkcji benzyny silnikowej ze wszystkich polskich rafinerii.

 

Jak czytamy w komunikacie IFJ PAN, gdyby we współczesnym kosmosie istniały planety, gwiazdy czy galaktyki zbudowane z antymaterii, powinny emitować duże ilości promieniowania o bardzo charakterystycznych energiach. Powstawałoby ono wskutek nieuniknionych oddziaływań z materią przeciwnego typu, prowadzących do anihilacji. Tymczasem astronomowie obserwują promieniowanie anihilacyjne tylko gdzieniegdzie i w szczątkowych ilościach, świetnie tłumaczonych zjawiskami fizycznymi, które i dziś odpowiadają za powstawanie niewielkich ilości antymaterii. "Tak rodzi się fundamentalnie ważne pytanie: skoro pierwotnie materia i antymateria wypełniały Wszechświat w dokładnie jednakowych ilościach, dlaczego całkowicie nie zniknęły? Dlaczego niewielka część materii zdołała przetrwać erę anihilacji?" - czytamy w przesłanym komunikacie.

 

W świecie ożywionym wielkie wymierania, prowadzące do wyginięcia gatunków, trwają dziesiątki i setki tysięcy lat. Tymczasem wszystko wskazuje na to, że anihilująca z materią antymateria zniknęła z naszego wszechświata ułamki sekund po Wielkim Wybuchu. Na każde kilka miliardów cząstek materii ten gigantyczny kataklizm przetrwała zaledwie jedna. Gdyby podobna co do skali zagłada dotknęła ludzki gatunek, w ciągu sekund ze wszystkich ludzi na Ziemi przy życiu pozostałby tylko jeden człowiek.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

ekr/ agt/

Tagi: ifj pan , lhc

Wielki Zderzacz Hadronów w ośrodku naukowo-badawczym CERN na przedmieściach Genewy w Szwajcarii. Fot. Paweł Supernak 15.11.2016

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 1
Skomentuj Zobacz wszystkie   Dyskutuj na forum

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach

Wznowienia doczekały się kultowe książki Douglasa Adamsa, w których opisuje on m.in. „Głęboką myśl” - maszynę, której nazwę koncern IBM nadał swemu komputerowi szachowemu - Deep Thought.

Więcej

Myśl na dziś

Wiedzę możemy zdobywać od innych, ale mądrości musimy nauczyć się sami.
Adam Mickiewicz

Nasz blog

Planetarne zoo Planetarne zoo

Ciemne jak smoła, lekkie jak styropian czy pokryte szafirowymi chmurami – takie bywają badane w ostatnim czasie pozasłoneczne planety. Niektóre z nich mogą się okazać bardzo przydatne dla nauki.

Więcej

Tagi