I dag 2. august 2004 kunngjorde partikkelfysikere fra Storbritannia og rundt om i verden på BABAR-eksperimentet ved Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) i USA, spennende nye resultater som demonstrerer en dramatisk forskjell i oppførsel av materie og antimaterie. Oppdagelsen av dem kan bidra til å forklare hvorfor universet vi lever i er dominert av materie, i stedet for å inneholde like store deler materie og anti-materie.
SLACs PEP-II-akselerator kolliderer elektroner og deres antimaterielle kolleger, positroner, for å produsere en overflod av eksotiske tunge partikkel- og antipartikkelpar, kjent som B- og anti-B-mesoner. Disse sjeldne formene for materie og antimaterie er kortvarige, forfallende i tur og orden til andre lettere subatomære partikler, som kaoner og pioner, som kan sees i BABAR-eksperimentet.
"Hvis det ikke var noen forskjell mellom materie og antimaterie, ville både B-meson og anti-B-meson ha nøyaktig samme mønster av forfall. Imidlertid viser vår nye måling et eksempel på en stor forskjell i forfallshastigheter i stedet. " sa Marcello Giorgi, fra SLAC, Pisa University og INFN, talsperson for BABAR.
Ved å sile gjennom forfallet til mer enn 200 millioner par B- og anti-B-mesoner, har eksperimentere oppdaget slående materie-antimateriell asymmetri. "Vi fant 910 eksempler på at B meson råtnet til en kaon og en pion, men bare 696 eksempler på anti-B", forklarte Giorgi. "Den nye målingen er veldig mye et resultat av den enestående ytelsen til SLACs PEP-II-akselerator og effektiviteten til BABAR-detektoren. Akseleratoren fungerer nå tre ganger sin designytelse, og BABAR er i stand til å registrere omtrent 98% av kollisjonene. ”
Mens BABAR og andre eksperimenter har observert materie-antimaterielle asymmetrier før, er dette første gang det er funnet en forskjell ved enkel telling av antall forfall av B- og anti-B-mesoner til samme endelige tilstand. Denne effekten er kjent som direkte CP-brudd og er funnet å være 13%; en lignende effekt oppstår for forfall av Kaons og antiKaons, men bare på nivået av 4 deler i en million!
“Dette er et sterkt, overbevisende signal om direkte CP-krenkelse i B-forfall, en type materie-antimateriell asymmetri som var forventet å eksistere, men som ikke har blitt observert før. Med denne oppdagelsen kommer hele mønsteret av materie-antimateriell asymmetri sammen til et sammenhengende bilde. Jeg er veldig spent og fornøyd da en av mine studenter, Carlos Chavez som for tiden er ved SLAC, var direkte involvert. ” sa Christos Touramanis fra University of Liverpool.
Dan Bowerman, medlem av BABAR-teamet fra Imperial College legger til "Da universet begynte med big bang, ble materie og antimaterie skapt i like store mengder. Imidlertid indikerer alle observasjoner at vi lever i et univers som kun er laget av materie. Så vi må spørre, hva skjedde med antimaterien? Arbeidet på BABAR nærmer oss svaret på dette spørsmålet. ”
Subtile forskjeller mellom atferd og materie oppførsel må være ansvarlig for ubalansen mellom materie og antimaterie som utviklet seg i vårt univers. Men vår nåværende kunnskap om disse forskjellene er ufullstendig og utilstrekkelig til å redegjøre for den observerte saken dominans. CP-brudd er en av de tre forholdene som er skissert av den russiske fysikeren Andrei Sakharov for å redegjøre for den observerte ubalansen mellom materie og antimaterie i universet.
Professor Ian Halliday, administrerende direktør for forskningsrådet for partikkelfysikk og astronomi, som finansierer Storbritannias deltakelse i BABAR, sa: "Vi forstår fortsatt ikke helt hvordan saken dominerte universet vi lever i har utviklet seg. Imidlertid har dette nye resultatet, og nylige relaterte målinger i BABAR og andre eksperimenter rundt om i verden, fremskaffet vår forståelse på dette området i stor grad. Det er fremdeles mye å oppdage og lære om dette grunnleggende problemet. ”
Originalkilde: PPARC News Release
