Tänään, 2. elokuuta 2004, Yhdistyneen kuningaskunnan ja ympäri maailmaa toimivat hiukkasfyysikot, jotka työskentelevät BABAR-kokeilun parissa Stanford Linear Accelerator Centerissä (SLAC) Yhdysvalloissa, ilmoittivat mielenkiintoisia uusia tuloksia, jotka osoittavat dramaattiset erot aineen ja antimaterian käyttäytymisessä. Heidän löytönsä voi auttaa selittämään, miksi universumissa, jossa elämme, on aineen hallitsema sen sijaan, että se sisältäisi yhtäläisiä osia ainetta ja anti-ainetta.
SLAC: n PEP-II -kiihdytin törmää elektroneihin ja niiden antimateriaalin vastineisiin, positroniin, tuottamaan runsaasti eksoottisia raskashiukkas- ja antihiukkaspareja, jotka tunnetaan nimellä B- ja anti-B-mesonit. Nämä harvinaiset aineen ja antimateriaalin muodot ovat lyhytaikaisia, hajoamalla vuorostaan muihin kevyempiin alaatomisiin hiukkasiin, kuten kaoneihin ja pioneihin, jotka voidaan nähdä BABAR-kokeessa.
”Jos aineen ja antimateriaalin välillä ei olisi eroa, niin B-mesonilla että anti-B-mesonilla olisi täsmälleen sama hajoamismalli. Uusi mittaus näyttää kuitenkin sen sijaan esimerkin suurista eroista rappeutumisnopeuksissa. " sanoi Marcello Giorgi SLAC: stä Pisan yliopistosta ja INFN, BABARin tiedottaja.
Seulomalla yli 200 miljoonan B- ja anti-B-mesoniparin hajoamisen läpi, kokeilijat ovat havainneet silmiinpistävän aineen ja antimaterian epäsymmetrian. "Löysimme 910 esimerkkiä B-mesonista hajoamisesta kaoniksi ja pioniksi, mutta vain 696 esimerkkiä anti-B: stä", selitti Giorgi. ”Uusi mittaus on erittäin tulosta SLAC: n PEP-II -kiihdyttimen erinomaisesta suorituskyvystä ja BABAR-ilmaisimen tehokkuudesta. Kiihdytin toimii nyt kolminkertaisesti suunnittelutehokkuuteensa verrattuna ja BABAR pystyy tallentamaan noin 98% törmäyksistä. ”
Vaikka BABAR ja muut kokeet ovat havainneet aineen ja antimaterian epäsymmetriat aiemmin, tämä on ensimmäinen kerta, kun ero on löydetty yksinkertaisesti laskemalla B- ja anti-B-mesonien hajoamisten lukumäärä samaan lopputilaan. Tämä vaikutus tunnetaan suorana CP-rikkomuksena, ja sen havaitaan olevan 13%; samanlainen vaikutus esiintyy Kaonsin ja antiKaonien hajoamisilla, mutta vain 4 osan miljoonassa tasolla!
"Tämä on vahva, vakuuttava signaali suorasta CP: n rikkomisesta B-rappeutumissa, aineen ja antimaterian epäsymmetrian tyyppistä, jota odotettiin olevan olemassa, mutta jota ei ole havaittu aiemmin. Tämän löytön avulla aineen ja antimaterian epäsymmetrioiden koko malli on koonnut yhtenäiseksi kuvaksi. Olen erittäin innoissani ja iloinen, koska yksi jatko-opiskelijoistani, Carlos Chavez, joka on tällä hetkellä SLAC: ssa, oli suoraan mukana. ” sanoi Christos Touramanis Liverpoolin yliopistosta.
Dan Bowerman, BABAR-ryhmän jäsen Imperial Collegesta, lisää: “Kun maailmankaikkeus alkoi isolla painalluksella, ainetta ja antimateriaa luotiin yhtä suuressa määrin. Kaikki havainnot osoittavat kuitenkin, että elämme maailmankaikkeudessa, joka on tehty vain aineesta. Joten meidän on kysyttävä, mitä tapahtui antimateriaalille? BABARin työ tuo meidät lähemmäksi vastausta tähän kysymykseen. ”
Aineen käyttäytymisen ja antimaterian käyttäytymisen hienoisten erojen on oltava vastuussa universumissamme kehittyneestä aineen ja antimaterian epätasapainosta. Mutta nykyinen tietomme näistä eroista on puutteellinen eikä riitä huomioimaan havaittua aineen hallintaa. CP: n rikkominen on yksi kolmesta venäläisen fyysikon Andrei Saharovin esittämästä ehdosta ottaakseen huomioon maailmankaikkeuden havaitut aineen ja antimaterian epätasapainot.
Yhdistyneen kuningaskunnan BABAR-ohjelmaan osallistumista rahoittavan hiukkasfysiikan ja tähtitieteen tutkimusneuvoston pääjohtaja professori Ian Halliday sanoi: ”Emme vieläkään ymmärrä täysin, kuinka asia hallitsi universumiamme, jossa elämme. Tämä uusi tulos ja äskettäin liittyvät BABAR-mittaukset ja muut kokeilut ympäri maailmaa ovat kuitenkin parantaneet ymmärrystämme merkittävästi tällä alalla. Tästä peruskysymyksestä on vielä paljon tutkittavaa ja opittavaa. ”
Alkuperäinen lähde: PPARC-lehdistötiedote
