FoodPro Preloader

Matter-Antimatter Split Tips på Fysikk Breakdown


Naturen kan ha gitt forskere en ny ledetråd i et langvarig mysterium: hvor viktig slo ut antimateriell for universets dominans. Tidlige data fra tvillingforsøk ved Tevatron, verdens regjørende partikkelakselerator ved Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) i Batavia, Ill., Foreslår en uventet chink i den enormt vellykkede standardmodellen av partikkelfysikk. Vr

Naturen kan ha gitt forskere en ny ledetråd i et langvarig mysterium: hvor viktig slo ut antimateriell for universets dominans. Tidlige data fra tvillingforsøk ved Tevatron, verdens regjørende partikkelakselerator ved Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) i Batavia, Ill., Foreslår en uventet chink i den enormt vellykkede standardmodellen av partikkelfysikk.

Vridningen kommer fra merkelig oppførsel i en partikkel som kalles B S (uttalt "B-sub-S"), som springer frem og tilbake mellom sin sak og antimateri, danner tre billioner ganger per sekund. Forskere mener at en slik sammenbrudd, kjent som CP-overtredelse, er nødvendig for å forklare hvorfor saken er så rikelig.

Forskere sier at funnet er vel verdt å følge opp for å sikre at det ikke er en tilfeldig klump i dataene, som ofte skjer i partikkelfysikkforsøk. "Dette er spennende, definitivt, " sier fysiker Jacobo Konigsberg ved University of Florida i Gainesville, cospokesperson for CDF, en av to detektorer som kan ha glimt effekten.

Antimatter er kjent for science fiction fans som ting som eksploderer ved kontakt med vanlige partikler som protoner og elektroner, som har samme masse som deres antipartikler, men motsatt ladning. Det varme, tidlige universet inneholdt like deler og antimateriell. Men på en eller annen måte, som kosmos avkjølt, var saken ikke fullstendig utslettet.

Forskerne mistenker sterkt at nøkkelen til denne gåten ligger i den svake atomkraft, som styrer radioaktivt henfall, sammen med mer eksotiske reaksjoner opprettet i partikkelakseleratorer. I nesten alle tilfeller advarer noe om noe som kalles CP-symmetri, som sier at en partikkel burde oppføre seg identisk med speilbildet av sin antipartikkel. Ikke så da det ble oppført av den svake atomkraft.

Mengden CP-brudd som observeres i eksperimenter (og innlemmet i standardmodellen) er imidlertid altfor lite for å forklare hvorfor saken skulle ha vært i den gamle krigen mot antimateriell. For å få et rent blikk på CP-symmetrien, DZero og dens søskendetektor, CDF, fokuserer på B S, som består av en bunnkvark og en merkelig antikvark. (Quarks er komponenter i protoner og nøytroner.) Å arbeide uavhengig, fant de to detektorer begge en ekstra dose CP-brudd utover hva standardmodellen forutsier.

Hverken resultatet alene var veldig overbevisende, så et team av europeiske forskere kombinerte dataene, på samme måte som medisinske forskere kaster informasjon fra uavhengige kliniske studier, for å se etter sjeldne bivirkninger. Sammen gir dataene det til 99, 7 prosent sannsynlig at uoverensstemmelsen er ekte, ikke tilfeldigvis, sier fysiker Luca Silvestrini fra Nasjonalt institutt for kjernefysikk i Roma, som deltok i studien som ble sendt til Fysisk gjennomgangstavler .

Slike analyser krever dommekall, men Silvestrini sier at han er sikker på å finne. "Alt peker i samme retning, og så jeg tror det er lite usannsynlig at dette er et statistisk fluke, " sier han. Konigsberg sier at hvis det er en fluke, bør det bli klart ved slutten av sommeren da Fermilab-teamene analyserer flere data.

Hvorvidt den hypotetiske CP-krenkelsen fullt ut ville forklare sakenes dominans over antimatter, avhenger av den nye fysikken som ga det til grunn. Ifølge den teoretiske fysikeren Robert Fleischer fra CERN, Den europeiske organisasjonen for kjernefysisk forskning i Genève, Sveits, ville den enkleste forklaringen være en massiv, fotonlignende partikkel som ligner på kjente medlemmer av standardmodellen og i stand til å samhandle direkte med bunnkvarker og underlige antikviteter.

En annen mulighet er supersymmetri, en foreslått standardmodellutvidelse som gir hver kjent partikkel en tyngre doppelganger eller super-partner. I så fall kan B S- svingninger føle indirekte effekter fra forskjellige kombinasjoner av super-partnere, sier Fleischer.

Han bemerker at hvis effekten er ekte, skal Large Hadron Collider, som er verdens beste hund i partikkelmaskere etter at den går på linje senere i år i nærheten av Genève, kunne raskt bekrefte det og deretter sonde for de underliggende partiklene. "I 2010, sier han, " Jeg er sikker på at vi vil vite det endelige svaret. "

Leserne svarer på februar 2017-utgavenKinas krig mot luftforurensning kan forårsake mer global oppvarmingHjerteslag: Musikk kan bidra til å holde kardiovaskulærsystemet i tuneHvordan Geckos får et grepFørste gangs rapporter fra olje- og gassindustrien avslører massive metanutslippVil den personlige jetpakken noensinne komme fra bakken?  [Lysbilde]Avian Silence: Uten fugler å disponere frø, er Guams skog forandretGaming the System: Videospillere hjelper forskere til å eliminere proteinfeltproblemet