Danas, 2. kolovoza 2004., fizičari čestica iz Velike Britanije i cijelog svijeta koji rade na BABAR pokusu u Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) u SAD-u objavili su nove uzbudljive rezultate pokazujući dramatičnu razliku u ponašanju materije i antimaterije. Njihovo otkriće može pomoći objasniti zašto svemirom u kojem živimo dominira materija, a ne da sadrži jednake dijelove i tvar.
SLAC-ov akcelerator PEP-II sudara elektrone i njihove antimaterijske kolege, pozitrone, kako bi se stvorilo obilje parova egzotičnih teških čestica i čestica poznatih kao B i anti-B mesoni. Ovi rijetki oblici materije i antimaterije su kratkotrajni, raspadaju se zauzvrat drugim lakšim subatomskim česticama, poput kaona i piona, što se može vidjeti u BABAR pokusu.
"Da nema razlike između materije i antimaterije, i B meson i anti-B meson pokazali bi potpuno isti oblik raspada. Međutim, naše novo mjerenje pokazuje primjer velike razlike u brzini propadanja. " rekao je Marcello Giorgi sa SLAC-a, Sveučilište u Pisi i INFN-a, glasnogovornik BABAR-a.
Prosijavanjem propadanja više od 200 milijuna pari B i anti-B mesona, eksperimenti su otkrili asimetriju materije i antimaterije. "Pronašli smo 910 primjera B mesona koji propada na kaon i pion, ali samo 696 primjera za anti-B", objasnio je Giorgi. "Novo mjerenje u velikoj je mjeri rezultat izvanrednih performansi SLAC-ovog PEP-II akceleratora i učinkovitosti BABAR detektora. Akcelerator sada radi 3 puta više od svojih konstrukcijskih performansi i BABAR je u stanju zabilježiti oko 98% sudara. "
Dok su BABAR i drugi eksperimenti promatrali asimetrije materije i antimaterije prije, ovo je prvi put da je razlika pronađena jednostavnim brojenjem broja raspada B i anti-B mezona na isto konačno stanje. Ovaj učinak poznat je kao izravno kršenje CP-a i utvrđeno je da iznosi 13%; sličan učinak se javlja kod propadanja Kaonsa i antiKaona, ali samo na razini od 4 dijela u milionu!
„Ovo je snažan, uvjerljiv signal izravnog kršenja CP-a u raspadima B, vrste asimetrije materije-antimaterije za koju se očekivalo da postoji, ali nije uočena prije. S ovim otkrićem, cijeli obrazac asimetrija materije-antimaterije se sastaje u koherentnu sliku. Izuzetno sam uzbuđen i zadovoljan što je jedan od mojih postdiplomskih studija, Carlos Chavez koji trenutno radi na SLAC-u, bio izravno uključen. " rekao je Christos Touramanis sa sveučilišta Liverpool.
Dan Bowerman, član BABAR-ovog tima iz Imperial Collegea dodaje: "Kad je svemir započeo velikim praskom, materija i antimaterija stvorile su se u jednakim količinama. Međutim, sva zapažanja ukazuju na to da živimo u svemiru napravljenom samo od materije. Stoga se moramo pitati, što se dogodilo s antimaterijom? Posao u BABAR-u dovodi nas bliže odgovoru na ovo pitanje. "
Suptilne razlike između ponašanja materije i antimaterije moraju biti odgovorne za neravnotežu materije i antimaterije koja se razvila u našem svemiru. Ali naše trenutno znanje o tim razlikama je nepotpuno i nedovoljno za objašnjenje dominacije promatrane materije. Kršenje CP-a jedan je od tri uvjeta koja je zacrtao ruski fizičar Andrei Sakharov kako bi objasnio uočenu neravnotežu materije i antimaterije u svemiru.
Profesor Ian Halliday, izvršni direktor Vijeća za istraživanje fizike čestica i astronomije koje financira sudjelovanje Velike Britanije u BABAR-u, rekao je: „Još uvijek ne razumijemo u potpunosti kako se razvijala stvar koja dominira Univerzumom u kojem živimo. Međutim, ovaj novi rezultat i nedavna srodna mjerenja u BABAR-u i drugim eksperimentima širom svijeta uvelike su poboljšali naše razumijevanje u ovom području. Još je puno toga što treba otkriti i naučiti o ovom temeljnom pitanju. "
Izvorni izvor: PPARC News Release
