Er Den Nye Fysik Her? Atom Smashers Få En Antimatter Overraskelse

{h1}

Partikelacceleratoren large hasron collider kan have fundet sin første nye fysik ud over standardmodellen i resultater fra lhcb-eksperimentet, der viser, at materie og antimatre forfalder forskelligt.

Verdens største atomsmasker, der er designet som en portal til en ny visning af fysik, har produceret sit første kig på de uventede: bit af materie, der ikke afspejler deres antimatter-modparters adfærd.

Opdagelsen, hvis bekræftet, kunne omskrive de kendte partikelfysiklove og hjælpe med at forklare, hvorfor vores univers er lavet for det meste af materie og ikke antimateriel.

Forskere ved Large Hadron Collider, den 17 km lange (27 km) cirkulære partikelaccelerator under jorden nær Genève, Schweiz, har kollideret protoner ved høje hastigheder for at skabe eksplosioner af energi. Fra denne energi produceres mange subatomære partikler.

Nu rapporterer forskere ved acceleratorens LHCb-eksperiment, at noget betyder, at partikler, der er produceret inde i maskinen, synes at opføre sig anderledes end deres antimatter-modparter, hvilket kan give en delvis forklaring på antimatterens mysterium. [De fedeste små partikler i naturen]

Manglende antimatter

Forskere mener, at universet startede med stort set lige store mængder stof og antimatter. (Antimatterpartikler har samme masse af deres tvillinger, men en modsat ladning.) På en eller anden måde i løbet af de følgende 14 milliarder år blev det meste af antimatteren ødelagt, hvilket efterlod et tilbagevendende univers af hovedsagelig betydning.

En mulig forklaring på dette resultat kaldes "charge-parity violation". CP-overtrædelse betyder, at partikler af modsat ladning opfører sig forskelligt fra hinanden.

LHCb-forskerne fandt foreløbige bevis for, at dette sker, når partikler kaldes D-mesoner, som indeholder "charmerede kvarker", henfalder til andre partikler. De larmende navngivne charmerede kvarker, som mange eksotiske partikler, er så ustabile, de varer kun en brøkdel af et sekund. De forfalder hurtigt i andre partikler, og det er disse produkter, som eksperimentet registrerer. ("LHCb" er kort for LHC-skønhed, en anden smag af kvark.)

Fra eksperimentet fandt forskerne en 0,8 procent forskel i sandsynlighederne, at sagen og antimatterversionerne af disse partikler ville forfalde til en bestemt sluttilstand.

Ruling ud en fluke

Når det kommer til partikelfysik, handler det kun om kvaliteten af ​​statistikkerne. At måle noget en gang er meningsløs på grund af den store grad af usikkerhed, der er involveret i sådanne eksotiske, små systemer. Forskere stole på at tage målinger igen og igen - nok tid til at afvise chancen for en fluke.

Det nye fund er et "3.5 sigma" resultat, hvilket betyder, at statistikken er solid nok, at der kun er en 0,05 procent sandsynlighed for, at mønsteret de ser, ikke er der. For noget at regne som en sand opdagelse i partikelfysik, skal den nå et 5 sigma niveau af tillid.

"Det er bestemt spændende, og bestemt værd at forfølge," LHCb forsker Matthew Charles of Englands Oxford University fortalte WordsSideKick.com. "På dette tidspunkt er det et spændende hint. Det er tegn på noget interessant foregår, men vi holder champagne på is, lad os sige."

Ved udgangen af ​​2012 sagde Charles, at Large Hadron Collider skulle have indsamlet nok data til enten at bekræfte eller afvise resultatet.

LHCs fødselsret

Hvis konklusionen er båret ud, ville det være en stor ting, for det ville betyde, at den regerende teori om partikelfysik, kaldet standardmodellen, er ufuldstændig. I øjeblikket giver standardmodellen mulighed for en mindre CP-overtrædelse, men ikke på niveauet 0,8 procent. For at forklare disse resultater skal forskere ændre deres teori eller tilføje ny fysik til det eksisterende billede.

I begge tilfælde ville LHC have begyndt at hævde sin førstefødselsret.

"LHC's hele drivformål er at opdage og forstå ny fysik ud over standardmodellen," sagde Charles. "Denne form for analyse er præcis, hvorfor jeg blev medlem af LHCb."

Et muligt eksempel på den slags nye fysik, der kan forklare en sådan CP-overtrædelse, hedder supersymmetri. Denne teori tyder på, at der i tillæg til alle de kendte partikler er supersymmetriske partikelpartikler, der adskiller sig med en halv spinning. Spin er et af de grundlæggende egenskaber ved elementære partikler.

Indtil videre har ingen fundet direkte beviser for supersymmetri. Men hvis supersymmetriske partikler eksisterer, kan de blive skabt øjeblikkeligt og forsvinde igen under partikelafbrydelsesprocessen. På den måde kunne de forstyrre nedbrydningsprocessen, hvilket potentielt kunne forklare, hvorfor sagen og antimatteren falder forskelligt.

Charles rapporterede LHCb-holdets resultater i denne uge i Paris på Hadron Collider Physics Symposium.

Du kan følge WordsSideKick.com seniorforfatter Clara Moskowitz på Twitter @ClaraMoskowitz. For mere videnskabsnyheder, følg WordsSideKick.com på twitter @wordssidekick.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com