Täna, 2. augustil 2004 teatasid Suurbritannia ja kogu maailma osakeste füüsikud BABARi eksperimendil USA-s Stanfordi Lineaarses Kiirendikeskuses (SLAC) USA-st põnevaid uusi tulemusi, mis demonstreerivad mateeria ja antimaterjali käitumise dramaatilist erinevust. Nende avastus võib aidata selgitada, miks universumis, milles me elame, domineerib mateeria, mitte et see võrdselt sisaldaks ainet ja anti-ainet.
SLAC-i PEP-II kiirendi põrkab elektronid ja nende antimaterjalid, positronid, et tekitada arvukalt eksootilisi raskete osakeste ja osakestevastaseid paare, mida tuntakse B- ja anti-B-mesoonidena. Need haruldased mateeria- ja antimaterjalivormid on lühiajalised, lagunedes omakorda teiste kergemate subatomaatiliste osakeste, näiteks kaonide ja pioonide jaoks, mida võib näha BABAR-i katses.
„Kui aine ja antimaterjali vahel poleks vahet, siis oleks nii B-mesoonil kui ka anti-B-mesonil täpselt sama lagunemismuster. Meie uus mõõt näitab siiski lagunemismäärade suurt erinevust. ” ütles Pisa ülikooli SLAC-i esindaja Marcello Giorgi ja BABAR-i pressiesindaja INFN.
Sõeludes enam kui 200 miljoni paari B- ja anti-B-mesoonide lagunemise läbi, on eksperimenteerijad avastanud silmatorkava aine-antimaterjali asümmeetria. "Leidsime 910 näidet B-mesoni lagunemisest kaooniks ja piooniks, kuid ainult 696 näidet anti-B-kohta", selgitas Giorgi. „Uus mõõtmine tuleneb suuresti SLAC PEP-II kiirendi silmapaistvatest jõudlustest ja BABAR-detektori tõhususest. Gaasipedaal töötab nüüd kolm korda rohkem kui tema kavandatud jõudlus ja BABAR suudab salvestada umbes 98% kokkupõrgetest. ”
Kui BABAR-i ja teiste katsetega on varem täheldatud mateeria-antimaterjali asümmeetriat, siis on see esimene kord, kui erinevus on leitud B-ja anti-B-mesoonide lagunemiste arvu lihtsa loendamisega samasse lõppseisundisse. Seda mõju nimetatakse CP otseseks rikkumiseks ja leitakse, et see on 13%; sarnane efekt ilmneb Kaonsi ja antiKaonsi lagunemisel, kuid ainult 4 osa miljoni korral!
„See on tugev, veenev signaal CP otsese rikkumise kohta B-lagunemisel, mis oli aine-antimaterjali asümmeetria tüüp, mida eeldati eksisteerivat, kuid mida pole varem täheldatud. Selle avastusega on mateeria-antimaterjalide asümmeetria täielik muster koondatud ühtseks pildiks. Olen väga põnevil ja rahul, kuna üks minu kraadiõppuritest, Carlos Chavez, kes on praegu SLAC-is, oli otseselt seotud. ” ütles Christos Touramanis Liverpooli ülikoolist.
Imperial College'i BABARi meeskonna liige Dan Bowerman lisab: “Kui universum algas suure pauguga, loodi mateeria ja antimaterjal võrdsetes kogustes. Kõik tähelepanekud näitavad siiski, et elame universumis, mis koosneb ainult mateeriast. Nii et peame küsima, mis juhtus antimaterjaliga? BABARi töö lähendab meid sellele küsimusele vastamisele. ”
Mateeria ja antimaterjali käitumise väikesed erinevused peavad põhjustama aine ja antimaterjali tasakaalustamatuse, mis tekkis meie universumis. Kuid meie praegused teadmised nende erinevuste kohta on puudulikud ja ebapiisavad, et arvestada vaadeldava aine domineerimisega. CP rikkumine on üks kolmest tingimusest, mille Vene füüsik Andrei Sahharov on visioonis täheldanud mateeria ja antimaterjali tasakaalustamatuse osas.
Suurbritannia BABAR-is osalemist rahastava Osakeste Füüsika ja Astronoomia Uuringute Nõukogu tegevjuht professor Ian Halliday ütles: „Me ei mõista siiani täielikult, kuidas asi on domineerinud universumis, kus me elame. Kuid see uus tulemus ja hiljutised sellega seotud mõõtmised BABAR-is ja muud katsed kogu maailmas on meie valdkonna mõistmist märkimisväärselt edendanud. Selles põhimõttelises küsimuses on veel palju avastada ja õppida. ”
Algne allikas: PPARC pressiteade
