สสารเอาชนะปฏิสสารในเสียงสะท้อนแห่งการสร้างสรรค์

น้อยกว่าหนึ่งในล้านล้านของวินาทีหลังจากบิกแบง เหตุการณ์วุ่นวายอีกครั้งก็เกิดขึ้น แม้ว่าเอกภพกำเนิดสสารและปฏิสสารในปริมาณเท่าๆ กัน ซึ่งทำลายกันเองเมื่อสัมผัสกัน แต่สสารก็เริ่มมีอำนาจเหนือกว่า

การติดตามการสลายตัว การทดลอง DZero วิเคราะห์การสลายตัวของอนุภาคที่เรียกว่า B mesons ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการชนกันของพลังงานสูงระหว่างโปรตอนและแอนติโปรตอนที่เครื่องเร่งอนุภาค Tevatron ของ Fermilab

เฟอร์มิแล็บ

นักฟิสิกส์ได้ค้นพบเบาะแสใหม่เกี่ยวกับสาเหตุที่ทำให้เกิดความไม่สมดุลโดยบังเอิญ ซึ่งนำไปสู่การดำรงอยู่ของกาแล็กซี ดาวเคราะห์ และผู้คน

ผลลัพธ์ใหม่นี้อิงจากการศึกษาการสลายตัวของอนุภาคอายุสั้นหลายล้านล้านที่เรียกว่า B mesons ซึ่งเกิดขึ้นจากการชนกันของพลังงานสูงที่เครื่องชนอนุภาค Tevatron ของ Fermi National Accelerator Laboratory ในเมือง Batavia รัฐ Ill การทดลองของ DZero พบคำแนะนำว่าเมื่อ B mesons สลายตัว พวกมันจะผลิตมิวออนมากกว่าคู่ของแอนติมิวออนประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนที่หนักกว่าคู่ของแอนติมิวออน นักฟิสิกส์อ้างถึงปรากฏการณ์ดังกล่าวว่าเป็นการละเมิด CP

ความไม่สมดุลซึ่งรายงานในการสัมมนา Fermilab เมื่อวันที่ 14 พฤษภาคมและโพสต์ออนไลน์ 18 พฤษภาคม อาจเป็นลางดีสำหรับการทำความเข้าใจในที่สุดว่าสสารมีชัยเหนือปฏิสสารในจักรวาลได้อย่างไร นอกจากนี้ยังเพิ่มโอกาสที่Large Hadron Colliderเครื่องเร่งอนุภาคของยุโรปที่เพิ่งเข้ามาแทนที่ Tevatron ในฐานะนักตีอะตอมที่ทรงพลังที่สุดในโลก จะค้นพบอนุภาคมูลฐานใหม่หรือฟิสิกส์แนวใหม่อื่นๆ

แม้ว่าจะมีขนาดเล็ก แต่ส่วนเกิน 1 เปอร์เซ็นต์นั้นใหญ่กว่าความไม่สมมาตรระหว่างสสารและปฏิสสารที่ทำนายไว้สำหรับการสลายตัวของอนุภาคบีมีซอนถึง 50 เท่าตามแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค โฆษกของ DZero Stefan Söldner-Rembold แห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษกล่าว

“มันเป็นสถานการณ์ที่ขนลุก” 

เซิลด์เนอร์-เรมโบลด์กล่าวถึงช่วงเวลาในช่วงต้นเดือนพฤษภาคมเมื่อเขาและผู้ร่วมงาน DZero 500 คนตระหนักถึงสิ่งที่พวกเขาค้นพบ “เรารู้สึกตื่นเต้นมากเพราะมันหมายความว่ามีฟิสิกส์ใหม่ที่นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานซึ่งจะต้องอยู่ในขอบเขตที่เราเอื้อมถึงเพื่อให้ความไม่สมมาตรมีขนาดใหญ่ได้”

แม้ว่าจะมีโอกาสน้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ที่ผลลัพธ์ของ DZero จะเป็นความบังเอิญ แต่ตามมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ผลลัพธ์ควรถือเป็นคำใบ้ที่ยังคงต้องได้รับการยืนยัน Yuval Grossman นักทฤษฎีจากมหาวิทยาลัย Cornell เตือน Söldner-Rembold ตั้งข้อสังเกตว่าการค้นพบของ DZero นั้นคล้ายคลึงกับความไม่สมดุลในการผลิตสสารกับปฏิสสารที่ค้นพบเมื่อปีที่แล้วโดยการทดลอง Tevatron อื่นที่เรียกว่า CDF แต่ผลลัพธ์ใหม่มีความมั่นใจสูงกว่ามาก

ทฤษฎีที่อาจอธิบายถึงข้อสังเกตของ DZero ได้แก่ ความสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งถือว่าอนุภาคมูลฐานแต่ละอนุภาคในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคมีซูเปอร์พาร์เนอร์ที่หนักกว่าซึ่งยังไม่ได้ค้นพบ นักทฤษฎี Marcela Carena จาก Fermilab กล่าว ซึ่งไม่ได้เป็นสมาชิกของทีมค้นพบ . เธอตั้งข้อสังเกตถึงทฤษฎีอื่นๆ ที่เป็นไปได้ รวมถึงแบบจำลองที่แรงโน้มถ่วงและแรงอื่นๆ ทำงานในมิติพิเศษที่ซ่อนอยู่ และแนวคิดที่ว่ามีควาร์กตระกูลที่สี่เพิ่มเติมนอกเหนือจากสามชั่วอายุคน (ขึ้นและลง แปลกและมีเสน่ห์ และสูงสุด และด้านล่าง) ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยการสร้างของนิวเคลียสของอะตอมและอนุภาคอื่นๆ

ในแบบจำลองที่มีตระกูลควาร์กที่สี่ การปรากฏตัวของควาร์กหนักชนิดใหม่และปฏิสัมพันธ์ของพวกมันกับสามตระกูลที่รู้จักอาจนำไปสู่ความไม่สมดุลระหว่างสสารและปฏิสสารมากกว่าที่พบในแบบจำลองมาตรฐาน Carena ตั้งข้อสังเกต ในทฤษฎีสมมาตรยิ่งยวด ซูเปอร์พาร์ตเนอร์ชนิดหนักจะมีบทบาทคล้ายกับควาร์กชนิดหนักในการสร้างอันตรกิริยาที่อาจสนับสนุนการผลิตสสารมากกว่าปฏิสสารเล็กน้อย เธอกล่าวเสริม

และตามทฤษฎีมิติพิเศษ อนุภาค “ผู้ส่งสาร” ใหม่ ซึ่งเป็นพาหะของกองกำลังที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ จะเคลื่อนที่ในมิติที่ซ่อนอยู่ พาหะเหล่านี้สามารถเปลี่ยนประจุและคุณสมบัติอื่นที่เรียกว่ารสชาติของอนุภาคมูลฐาน ทำให้เกิดความไม่สมดุลเพิ่มเติมระหว่างสสารและปฏิสสาร

“ถึงกระนั้นก็ยากที่จะหาทฤษฎีที่สามารถสร้างความไม่สมดุลนี้โดยไม่ขัดแย้งกับผลการทดลองอื่นๆ” Carena กล่าวเสริม

Ulrich Nierste แห่งมหาวิทยาลัย Karlsruhe ในเยอรมนีได้ออกคำเตือนอีกครั้ง “การเชื่อมต่อของ DZero ส่งผลให้สสารส่วนเกินเหนือปฏิสสารในจักรวาลนั้นคลุมเครือ” เขากล่าว ในขณะที่ผลลัพธ์ของ DZero บ่งบอกถึงแหล่งที่มาใหม่ของความไม่สมมาตรในคุณสมบัติของ B-meson และปฏิปักษ์ของมัน กระบวนการที่สร้างอนุภาคมากกว่าปฏิปักษ์ในเอกภพยุคแรกอาจเกี่ยวข้องกับกลไกทางกายภาพที่แตกต่างกันมาก Nierste กล่าว

อย่างไรก็ตาม Carena กล่าว แหล่งใหม่ของความไม่สมมาตร “จำเป็นต้องอธิบายความไม่สมดุลของสสารและปฏิสสารในจักรวาลและด้วยเหตุนี้การดำรงอยู่ของเรา” และสำหรับแบบจำลองใดๆ ที่เสนอ “ Large Hadron Collider ควรมีหน้าต่างตรงเพื่อสังเกตอนุภาคใหม่” เธอกล่าวเสริม

หนึ่งในการทดลองขนาดเล็กที่ Collider ซึ่งออกแบบมาเพื่อตรวจสอบ B mesons สามารถยืนยันการค้นพบของทีม DZero ภายในหนึ่งหรือสองปี Grossman กล่าว การทดลองขนาดใหญ่ที่ Collider สามารถค้นหาอนุภาคใหม่ที่อาจเป็นต้นเหตุของความไม่สมดุลของสสารและปฏิสสารในจักรวาลและกำหนดมวลของพวกมัน เขากล่าวเสริม

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง