Antimateriens gåte et skritt nærmere løsning

Fysikerne ved CERN har funnet ut at partikler som kalles sære B-mesoner heller vil henfalle til partikler enn til antipartikler. Dette nye eksemplet på at naturen foretrekker materie framfor antimaterie, kan føre forskerne på sporet av en teori om alt.
9.5 2013 05:00


De siste delene av en modul til LHCb monteres.

Til hver eneste partikkel hører en antipartikkel. Ganske tidlig i universets historie oppsto det like mye antimaterie som materie, men antimaterien forsvant raskt, slik at universet i dag består av materie.

Det er et av fysikkens mysterier: Hvorfor ser naturen ut til å foretrekke materie framfor antimaterie?

Nå er svaret kommet litt nærmere. Fysikere fra det europeiske forskningssenteret CERN har oppdaget at noen subatomære partikler – sære B-mesoner – litt oftere henfaller til materie enn til antimaterie.

Resultatet blir beskrevet i en vitenskapelig artikkel som blir publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.

Den lille forskjellen er viktig

Antimateriepartikler er som vanlige partikler, bare med motsatt ladning. Man kan si at antimaterie er et speilbilde av materie.

Men da burde materie og antimaterie også oppføre seg på samme måte, og det burde være like mye materie som antimaterie i universet. Eller rettere sagt: Det burde egentlig ikke være noe som helst i universet, for når materie og antimaterie møtes, forsvinner begge deler, og det blir bare energi i form av stråling tilbake.

Men åpenbart finnes det en subtil forskjell. Og det er en slik forskjell fysikerne nå har målt. Et symmetri-brudd, som de kaller det.

Partikler foretrekker å bli til materie

Et sært B-meson består av en bottom-antikvark og en strange-kvark, og forskerne har brukt den store partikkelakseleratoren LHC til å skape disse partiklene, og antipartiklene deres. Deretter har de målt nedbrytingen i detektoren LHCb.

Målingene viser at partiklene heller vil henfalle til materie enn antimaterie. Samme fenomen er tidligere blitt observert for tre andre partikler, som også er mesoner, betegnelsen for partikler som består av en kvark og en antikvark.

Den svake kjernekraften hjelper til

Det er den svake kjernekraften som under bestemte omstendigheter gjør at det dannes mer materie enn antimaterie. Fysiker Niels Madsen, som er førsteamanuensis ved Swansea University i Storbritannia, og som har arbeidet ved CERN i en årrekke, forklarer:

– LHCb utfører presisjonsmålinger av den svake kjernekraften ved å se på B-mesoner. Det generelle inntrykket er at det er den svake kjernekraften som «ikke følger teorien».

En ny teori er nødvendig

Den nye oppdagelsen kan imidlertid ikke forklare hvorfor vi i dag er omgitt av materie.

– Den preferansen er i overensstemmelse med den nåværende versjonen av standardmodellen. Og den er ikke stor nok til å forklare den totale mangelen på antimaterie i universet, forklarer Madsen.

Resultatet var ikke noen overraskelse, for det passer godt med standardmodellen for elementærpartikler og vekselvirkningene mellom dem. Men forskerne håper at de ved å analysere de nye dataene kan komme på sporet av en ny teori for alt.

– LHCbs arbeid er utrolig viktig for å finne løsninger på problemene i standardmodellen, sier Madsen. – Det er her man har den største sjansen for å finne ny fysikk.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Annonse

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Fakta:

Partikkelakseleratoren LHC er under oppgradering og vil først komme i drift igjen i 2015. Det nye forskningsresultatet er basert på data fra 2011.

Først spådd, så funnet:

I 1928 forsøkte den geniale engelske fysikeren Paul Dirac å kombinere 1900-tallets to store teorier, kvantemekanikken og relativitetsteorien.

Han kom frem til at enhver partikkel måtte ha en antipartikkel, altså en partikkel med samme masse, men med motsatt ladning.Noen slike

antipartikler var aldri blitt observert. Men det endret seg i 1932, da den amerikanske fysikeren Carl Anderson oppdaget spor etter en hittil ukjent partikkel i tåkekammeret sitt.

Partiklene fra rommet hadde nøyaktig samme masse som elektronet, men en positiv ladning. Elektronets antipartikkel fikk navnet positron.

Senere er andre antipartikler dukket opp, for de kan skapes når kosmisk stråling treffer molekyler i atmosfæren, eller når vanlige partikler kolliderer i en partikkelakselerator.

 

Emneord

Annonse

Annonse