Evoluţia Universului

De ce există un univers compus din materie? Enigma aceasta nu are încă un răspuns şi s-ar putea să ne poarte spre o nouă fizică, o fizică dincolo de modelul standard. Un nou rezultat obţinut de proiectul de cercetare LHCb la CERN, care studiază mezonii B, arată că, într-adevăr, avem nevoie de o fizică nouă.

Actualul nostru model cosmologic, cel care ne spune cum s-a născut şi a evoluat universul, porneşte cu un Big Bang, care a dat naştere unei cantităţi egale de materie şi antimaterie. Adică o simetrie iniţială perfectă între particule şi antiparticule. De exemplu, pentru orice electron există un pozitron (pozitronul este antiparticula electronului). Cum materia şi antimateria se anihilează, lăsând în urma fotoni, noi astăzi nu ar trebui să existăm. Universul ar fi unul de lumină, fără  materie însă;  fără galaxii, fără planete, fără…noi.

Faptul că noi existăm şi că universul există, 13.8 miliarde de ani după Big Bang, înseamnă că ceva s-a întâmplat în trecutul – un proces care a eliminat antimateria şi a lăsat în urmă doar materia.

În fizică acest proces ar fi legat de o asimetrie pe care cercetătorii au identificat-o în aşa numita asimetrie CP. Ce anume înseamnă aceasta? Dacă un proces care are loc între particule este  studiat schimbând particulele cu antiparticule (C) şi în „oglindă” (P) (adică schimbând poziţia particulelor iniţiale cu cea a unui proces văzut în oglindă) atunci se pot observa diferenţe, cel puţin pentru anumite particule. Astfel de diferenţe au fost măsurate pentru particule precum kaonii, ce fac parte din categoria particulelor compuse din quarcuri, unul dintre aceştia fiind un quarc straniu (strangeness).

Dacă însă măsurăm cantitatea de asimetrie CP observată până la ora actuală, aceasta nu ajunge să explice dispariţia totală a antimateriei din univers. Ceea ce înseamnă că ori există particule pentru care asimetria este mult mai mare, însă până în prezent nu au fost măsurate, ori este nevoie de o nouă fizică, dincolo de modelul standard al fizicii particulelor elementare.

Recent, experimentul LHCb de la marele accelerator de particule de la CERN, Geneva, a măsurat asimetrii pentru o nouă tipologie de particule. LHHb este unul dintre cele patru mari proiecte de la acceleratorul LHC de la CERN şi unul dintre principalele obiective este de a contribui la dezlegarea misterului dispariţiei antimateriei din univers.

Ce anume a studiat deci LHCb? S-a concentrat asupra studiului diferenţei – extrem de mici – între modul în care se dezintegrează mezonii B+ şi B-. B sunt mezoni – adică particule compuse dintr-un quarc şi un antiquarc. B+ conţine un quarc u (up) şi un antiquarc b (bottom), iar B- un antiquarc u şi un quarc b. Quarcul b este un quarc cu masă mare – mult mai mare decât cea a quarcului u – practic cântăreşte mai mult decât patru protoni puşi împreună (adică un nucleu de heliu).

Aceşti mezoni sunt produşi la LHC în urma interacţiunii dintre fasciculele de protoni care se ciocnesc între ele cu energii foarte mari.

În urma acestui studiu, LHCb a ajuns la concluzia că modul în care se dezintegrează aceşti mezoni B este compatibil cu ceea ce prevede modelul standard; nu au fost descoperite diferenţe între teorie şi experiment. Rezultatele studiului au fost publicate recent în arXiv şi trimise spre publicare unei reviste.

Misterul deci rămâne: asimetria măsurată până în prezent între materie şi antimaterie nu explică dispariţia completă a antimateriei din Univers. S-ar putea să existe particule care să aibă o asimetrie importantă, precum neutrinii, este însă dificil de măsurat aceste procese, însă mai multe experimente actuale şi în viitor vor încerca să verifice dacă aşa stau lucrurile.

O altă variantă este o nouă fizică care să meargă dincolo de modelul standard, cu noi procese şi noi particule care să ne spună de ce antimateria a dispărut după Big Bang.


 

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.
  • Comentariul tău, publicat ca Vizitator, va fi evaluat în vederea publicării. Doar utilizatorilor care au cont pe site ori face folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Nelu · 20:33 26.10.2020
    Gîndind profund, noțiunea de antimaterie nu e tocmai coerctă. Antimateria e, de fapt, tot materie dar cu proprietăți diferite. Acumaaa, modelul ăsta cu Big Bang, e un model, nu tras de coadă, ci băgat cu băgăliciu. E cum ai zice că pentru hidrogen, oxigenul e antihidrogen.
Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro