|
|
Τα εργοστάσια των μεσονίων-Β κάνουν υπερωρίεςΑπό σελίδα του PhysicsWeb 2-Μαρτίου-2001 |
Σωματίδια που αποκαλούνται μεσόνια-Β δεν αποσυντίθενται στο ίδιο ποσοστό με τα αντισωμάτιά τους, σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα από πειράματα στην Ιαπωνία και τις ΗΠΑ. Αλλά δεν είναι ακόμα σαφές εάν η διαφορά αυτή είναι αρκετά μεγάλη για να εξηγήσει γιατί ο κόσμος κυριαρχείται από την ύλη. Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα από δύο υψηλής ενέργειας πειράματα - που λέγονται "εργοστάσια-Β επειδή παράγουν τεράστιους αριθμούς μεσόνιων-Β - έχουν υποβληθεί στο Physical Review Letters και είναι διαθέσιμα σήμερα στο κεντρικό υπολογιστή του Los Alamos . Η συνεργασία BaBar στο Γραμμικό Κέντρο Επιταχυντών του Στάνφορντ στις ΗΠΑ και η συνεργασία BELLE στο εργαστήριο KEK στην Ιαπωνία άρχισαν να συλλέγουν στοιχεία ακριβώς πριν ένα έτος, και τα πρόωρα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι έχουν μετρήσει επιτυχώς τις διαφορές στα ποσοστά αποσύνθεσης των μεσόνιων-β και αντισωματίων τους. Οι κοσμολόγοι θεωρούν ότι η αντι-ύλη και η ύλη - γνωστά ως βαρυονικά υλικά - δημιουργήθηκαν σε ίσες ποσότητες στην αρχή του κόσμου. Κάποτε υπήρχε η άποψη ότι τα σωματίδια και τα αντισωμάτιά τους είχαν ακριβώς την ίδια μάζα αλλά αντίθετα φορτία, και ότι παρήγαγαν τα ίδια - αλλά κατοπτρικά - ίχνη αποσύνθεσης (διάσπασης). Αλλά η αντι-ύλη και η ύλη πρέπει να έχουν υποβληθεί σε ελαφρώς διαφορετικές διαδικασίες από την εποχή του Big Bang, για να μπορέσει να κυριαρχήσει η ύλη πάνω στην αντι-ύλη, που βλέπουμε σήμερα. Τα πειράματα στη δεκαετία του '60 υποστήριξαν αυτήν την ιδέα με το να δείξουν ότι τα σωματίδια γνωστά ως μεσόνια-Κ δεν ήταν ακριβώς αντίθετα των αντισωματίων τους επειδή αποσυντέθηκαν σε διαφορετικά ποσοστά. Ο Ρώσος φυσικός Andrei Sakharov πρότεινε αργότερα έναν μηχανισμό για αυτήν την αποκαλούμενη ασυμμετρία, γνωστή ως παραβίαση φορτίου-ομοτιμίας (CP). Αλλά η ασυνήθιστη συμπεριφορά των μεσόνιων Κ δεν μπορεί από μόνη της να αποτελέσει την αιτία για την υπερβολική ύλη στο σύμπαν, και αν και η παραβίαση (charge-parity) CP είναι σύμφωνη με το ελεγμένο και δοκιμασμένο Τυποποιημένο Πρότυπο της φυσικής μορίων, αυτό δεν έχει αποδειχθεί πλήρως. Τα πειράματα BaBar και BELLE επινοήθηκαν για να βοηθήσουν να καλύψουν το κενό με την έρευνα για την ασυμμετρία στις αποσυνθέσεις των μεσόνιων-Β. Τα αποτελέσματα της ασυμμετρίας αναμένεται να είναι περισσότερο σαφής στα μεσόνια-Β απ'ό,τι στα ελαφρύτερα μεσόνια-Κ. Τα "εργοστάσια" των μεσονίων-Β πυροδοτούν μια δέσμη ποζιτρονίων προς μια δέσμη ηλεκτρονίων για να δημιουργήσουν τα εκατομμύρια των ζευγαριών των μεσόνιων-Β και των αντισωματίων τους. Οι ανιχνευτές μετρούν τα ποσοστά αποσύνθεσης των μεσονίων-Β και αντι-μεσονίων-Β με εξαιρετική ακρίβεια, και από αυτό οι φυσικοί υπολογίζουν μια ποσότητα γνωστή ως "sin 2-beta". Το πείραμα BaBar βρήκε ότι το sin 2-b είναι 0,34 + - 0,2, το οποίο είναι γύρω στις δύο φορές ακριβέστερο από την προηγούμενη καλύτερη υπόνοια. Η εκτίμηση στο BELLE είναι 0,58 + - 0,33. "Τα νέα αποτελέσματα είναι πολύ συναρπαστικά και είναι ισχυρά στοιχεία για την παραβίαση CP σε ένα άλλο σύστημα", είπε ο Ken Peach, ένας φυσικός σωματιδίων στο εργαστήριο Rutherford Appleton στην Μεγάλη Βρετανία. Αν και αυτά τα αποτελέσματα είναι πάρα πολύ αβέβαια για να αποφασίσουν τη μοίρα της θεωρίας της παραβίασης CP, υποστηρίζουν έντονα την ιδέα ότι η ασυμμετρία υπάρχει στα μεσόνια-Β. Τα επίπεδα λάθους αναμένονται να μειωθούν καθώς το BaBar και οι ομάδες BELLE συνεχίζουν να κάνουν υπολογισμούς μέσω των τεράστιων όγκων των στοιχείων που έχουν συλλέξει. "Υπάρχει πολύς δρόμος ακόμη προτού να μπορέσουμε να πούμε εάν η ασυμμετρία των μεσονίων-Β συνδέεται με την υπερβολή της βαρυονικής ύλης στον κόσμο", είπε ο Peach. "Αλλά αυτό είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό πρώτο βήμα - και προσβλέπω αρκετά στην ανάλυση νέων στοιχείων". |