W pierwszych chwilach Wszechświata powstały ogromne ilości zarówno materii, jak i antymaterii, a następnie chwile później połączyły się i unicestwiły, generując energię, która napędzała ekspansję Wszechświata. Ale z jakiegoś powodu było nieskończenie więcej materii niż antymaterii. Wszystko, co widzimy dzisiaj, to niewielka część materii, która pozostała.
Ale dlaczego? Dlaczego zaraz po Wielkim Wybuchu było więcej materii niż antymaterii? Naukowcy z University of Melbourne sądzą, że mogą mieć wgląd.
Aby dać ci wyobrażenie o skali tajemnicy, przed którą stają badacze, oto profesor nadzwyczajny Martin Sevior z School of Physics Uniwersytetu Melborne:
„Nasz wszechświat składa się prawie całkowicie z materii. Chociaż jesteśmy przyzwyczajeni do tego pomysłu, nie jest to zgodne z naszymi wyobrażeniami na temat interakcji masy i energii. Według tych teorii masa powinna być niewystarczająca, aby umożliwić formowanie się gwiazd, a tym samym życia ”.
„W naszym standardowym modelu fizyki cząstek materia i antymateria są prawie identyczne. W związku z tym, mieszając się we wczesnym wszechświecie, niszczą się nawzajem, pozostawiając bardzo niewiele, aby utworzyć gwiazdy i galaktyki. Model nie przybliża się do wyjaśnienia różnicy między materią a antymaterią, którą widzimy w naturze. Brak równowagi jest bilion razy większy niż przewiduje model. ”
Jeśli model przewiduje, że materia i antymateria powinny całkowicie się unicestwić, to dlaczego tak jest coś, i nie nic?
Naukowcy używają akceleratora cząstek KEK w Japonii do tworzenia specjalnych cząstek zwanych mezonami B. I to właśnie te cząsteczki mogą dać odpowiedź.
Mezony to cząstki złożone z jednego kwarku i jednego antykwarku. Są związani silną siłą jądrową i krążą wokół siebie, jak Ziemia i Księżyc. Z powodu mechaniki kwantowej kwark i antykwark mogą krążyć wokół siebie tylko w bardzo specyficzny sposób, w zależności od masy cząstek.
Mezon B jest szczególnie ciężką cząsteczką, o masie ponad 5-krotnie większej od protonu, spowodowanej prawie całkowicie masą kwarku B. I właśnie te mezony B wymagają do ich wytworzenia najpotężniejszych akceleratorów cząstek.
W akceleratorze KEK badacze byli w stanie stworzyć zarówno normalne B-meony jak i anty-B-mezony oraz obserwować, jak rozpadają się.
„Przyjrzeliśmy się rozkładowi mezonów B w przeciwieństwie do rozkładu mezonów anty-B. Odkryliśmy, że w tych procesach występują niewielkie różnice. Podczas gdy większość naszych pomiarów potwierdza prognozy Standardowego Modelu Fizyki Cząstek, ten nowy wynik wydaje się być niezgodny ”.
W pierwszych chwilach Wszechświata mezony anty-B mogły rozpadać się inaczej niż ich zwykłe odpowiedniki materii. Zanim wszystkie anihilacje się zakończyły, pozostało już wystarczająco dużo materii, aby dać nam wszystkie gwiazdy, planety i galaktyki, które dziś widzimy.
Oryginalne źródło: University of Melbourne News Release
