ЦЕРН е засякла разпадането на вид кварк, което би могло да обясни асиметрията между материята и антиматерията.
Вселената е изпълнена с дуалности, които не само се сблъскват като противоположности, но и се допълват взаимно. Всяка частица материя (електрони, кварки) има своя противоположност (антиелектрони, антикварки). И когато се срещнат, те се анихилират взаимно в чиста енергия.
Проблемът, пред който учените се изправят, е, че еднакво количество от двете е трябвало да бъде създадено при Големия взрив, но днес Вселената е почти изцяло материя. Къде е отишла антиматерията? Законите на физиката предсказват перфектна симетрия между материята и антиматерията, но видимата вселена е 99,999% материя.
През 1967 г. физикът Андрей Сахаров предполага, че ако определени частици се разпадат малко по-различно от своите античастици, това малко нарушение на симетрията би могло да обясни излишната материя. Тук се намесва новото изследване на Nature. Статията анализира дънните кварки и техните античастици, търсейки разлики в поведението им, а резултатите показват, че тези кварки се разпадат малко по-различно от своите антикварки. Това малко предпочитание към материята (асиметрия от ~0,001%) би могло да е било семето, което, след като почти всичко е било унищожено, е оставило съвсем малко материя.
Изследването, ръководено от Сюентинг Ян, анализира милиони сблъсъци в LHCb (експериментът за красота на Големия адронен колайдер), за да измери как се разпадат дънните кварки и техните антикварки. За да се направи това, протоните са били сблъсквани с енергия от 13 TeV (пресъздавайки Вселената една милиардна част от секундата след Големия взрив). След това са били филтрирани трилиони сблъсъци (10¹²), за да се изолират кварките, частици, които живеят само 1,5 пикосекунди.
Начинът, по който техните разпади генерират мюони спрямо антимюони, след това е измерен с точност от 0,0001%. Изненадващо е, че в тези времена на ефимерни новини и фрагментирано внимание, всичко това е постигнато в продължение на 20 години данни и е включвало около 3000 учени от 50 страни.
Резултатите показват, че тези кварки са склонни да се трансформират в определени частици (като мюони) с 0,1% по-малко от техните античастици. Изглежда малко, но при Големия взрив тази малка разлика би могла да бъде достатъчна, за да оцелее една частица материя за всеки милиард анихилации. Но дънните кварки не са единствените „измамници“. Кварките Strange и Charm също нарушават симетрията, но твърде малко, за да обяснят Вселената. Имаме също електрони и неутрино, въпреки че асиметрията за тях почти не съществува.
Следователно, дънните кварки са идеални за изучаване на това, защото са тежки и се разпадат по по-разнообразни начини, което означава, че има повече данни за търсене на разлики.
Защо това е важно? Без тази асиметрия, вселената би била просто радиация. Нямаше да има звезди, планети или биология. По този начин, новото проучване показва, че нашата вселена не е симетрична и това е хубаво нещо. Нейното „несъвършенство“ ни позволява да съществуваме.
Стандартният модел предвижда асиметрия от 0,002%, но действителната стойност е 50 пъти по-малка. Има няколко възможни обяснения. Едното е, че може да има неизвестни частици (като лептокварки или допълнителни измерения), които влияят на разпадането. Друго е, че има недостатък в Стандартния модел, може би теорията подценява как кварките взаимодействат с полето на Хигс. Възможно е също така да виждаме само част от квантовата вселена и да правим прибързани заключения. Бъдещето на учените е да обновят LHCb следващата година, за да удвоят прецизността на измерванията и да добавят нови колайдери като FCC (Future Circular Collider), който ще търси частици, предсказани от тази аномалия.
Източник: La Razón
