CERN'de gözlemlenen madde ve antimadde arasındaki düello

Cenevre'deki CERN'de bulunan dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) , madde ile antimadde arasındaki gizemli 'düello' nihayet gözlemlendi ve madde, evrendeki gözlemlenebilir maddenin çoğunu oluşturan baryon adı verilen atom altı parçacıklarda bile kazandı. Bu asimetri aslında modern fiziğin referans teorisi olan Standart Model tarafından öngörülüyordu ve diğer atom altı parçacıklarda daha önce gözlemlenmişti, ancak baryonlarda daha önce hiç gözlemlenmemişti. CERN'de halen yürütülen dört deneyden biri olan LHCb sayesinde elde edilen bu önemli sonuç Nature dergisinde yayınlandı ve Frascati'den Floransa'ya, Milano'dan Cagliari'ye, Cenova'dan Bari'ye kadar çok sayıda merkezden Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü'nden (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) İtalyan araştırmacıların geniş katılımıyla gerçekleşti.

Teoriye göre, Büyük Patlama anında madde ve antimadde tam olarak eşit miktarda mevcuttu , ancak çevremizdeki dünyanın da gösterdiği gibi, madde antimaddeye baskın geliyordu: Davranışlardaki bir farklılıktan kaynaklandığı düşünülen bir dengesizlik . Bologna'daki INFN'den ve uluslararası LHCb iş birliğinin başkanı Vincenzo Vagnoni, ANSA'ya verdiği demeçte, " Maddeden oluşan bir evrende yaşıyoruz ," dedi. " Simetri mükemmel olsaydı, madde ve antimadde birbirini yok eder, geriye sadece radyasyon kalırdı," diye gözlemliyor ve "ve bildiğimiz evren asla oluşmazdı."

Aradaki fark o kadar küçüktür ki, Büyük Patlama'dan hemen sonra neredeyse tüm madde ve antimadde parçacıkları birbirlerini etkili bir şekilde yok ettiler ; bu durum, bu ilk yok oluşların ürettiği ışık olan ' kozmik arka plan radyasyonu ' olarak adlandırılan olaydan da anlaşılmaktadır. Ancak çok az madde parçacığı hayatta kalabildi ve bunun nedeni hâlâ bilinmemektedir .

Vagnoni, "Sorun şu ki, Standart Model tarafından öngörülen fark, evrenin ilk anlarında olanları açıklayacak kadar büyük değil," diye vurguluyor. "Bu , Standart Model'in ötesinde bir şey, henüz gözlemlemediğimiz yeni parçacıklar ve yeni etkileşimler olduğu anlamına geliyor: Daha büyük bir madde-antimadde asimetrisiyle karakterize edilen, henüz bilmediğimiz olgular olmalı. INFN araştırmacısı, "Şimdiye kadar yaptığımız ölçümler, bu asimetriyi açıklamamıza yardımcı olabilecek yeni fizik işaretlerini gizleyebilir, ancak henüz söyleyemeyiz." diye ekliyor.

Asimetrinin ilk gözlemi 1964 yılına dayanıyor, ancak baryonlar için görev çok daha zordu. Birincisi, bu parçacıklar arasındaki fark çok küçüktü ve ikincisi, bunları yeterli miktarda üretebilecek ve sonuçları analiz edebilecek kadar güçlü aletlere ihtiyaç duyuluyordu.

"Çok sayıda baryon gerekti," diye sonuca varıyor Vagnoni, "ve ayrıca bu küçük asimetriyi gözlemlemek için gereken binlerce olayı toplamamızı sağlayacak kadar güçlü bir dedektöre, bu durumda LHCb'ye ihtiyacımız vardı. LHCb şimdiye kadar ömrünün sonunda toplayacağı toplam olay sayısının yalnızca otuzda birini topladı," diye devam ediyor araştırmacı. "Yani zaman açısından olmasa da hâlâ başlangıçtayız: geçen yıl, önceki 15 yılın toplamından daha fazla veri elde ettik. Yani hâlâ anlaşılması gereken çok şey var ve umut , LHC'nin enerjisinin, varlığını bildiğimiz Standart Model ile tutarsızlıkları tespit etmeye yetecek kadar olması."