Υποατομικό σωματίδιο παρατηρήθηκε να εναλλάσσεται μεταξύ ύλης και αντιύλης

0
11

Ένα υποατομικό σωματίδιο μπορεί να πραγματοποιεί εναλλαγή στο αντισωματιδιακό «alter-ego» του και μετά να επιστρέφει στην προηγούμενη κατάστασή του, όπως έδειξαν φυσικοί στο CERN.

Όπως αναφέρεται σε σχετική ανακοίνωση του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, μια μέτρηση υψηλής ακριβείας που έγινε στο πλαίσιο του πειράματος LHCb στο CERN απέδωσε τα πρώτα στοιχεία πως τα αποκαλούμενα «charm mesons» (γοητευτικά μεσόνια) μπορούν να αλλάζουν σε αντισωματίδια και μετά ξανά πίσω στην προηγούμενή τους κατάσταση.

Ήταν γνωστό εδώ και πάνω από 10 χρόνια πως τα γοητευτικά μεσόνια- υποατομικά σωματίδια που περιέχουν ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ- μπορούν να ταξιδεύουν ως μείγμα των καταστάσεων σωματιδίου και αντισωματιδίου τους, ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως μείξη (mixing). Ωστόσο το νέο αυτό αποτέλεσμα δείχνει για πρώτη φορά πως μπορούν να παρουσιάζουν ταλάντωση/ εναλλαγή μεταξύ των δύο αυτών καταστάσεων.

Χρησιμοποιώντας αυτά τα νέα στοιχεία, οι επιστήμονες μπορούν να επιχειρήσουν να δώσουν απαντήσεις σε κάποια από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη Φυσική σχετικά με το πώς συμπεριφέρονται τα σωματίδια εκτός του Καθιερωμένου Προτύπου. Ένα από αυτά είναι το αν αυτές οι εναλλαγές προκαλούνται από άγνωστα σωματίδια που δεν προβλέπονται.

Στον περίεργο κόσμο της κβαντικής φυσικής, το γοητευτικό μεσόνιο μπορεί να είναι ο εαυτός του και το αντισωματίδιό του ταυτόχρονα. Η κατάσταση αυτή είναι γνωστή ως κβαντική υπέρθεση και έχει ως αποτέλεσμα δύο σωματίδια, το καθένα με τη δική του μάζα: Μια βαρύτερη και μια ελαφρύτερη έκδοση του σωματιδίου. Αυτή η υπέρθεση επιτρέπει στο γοητευτικό μεσόνιο να πραγματοποιεί ταλάντωση μεταξύ του εαυτού του και του αντισωματιδίου του.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα που συνελέγησαν κατά τη δεύτερη «διαδρομή» του LHC (Large Hadron Collider) ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης μέτρησαν μια διαφορά μάζας μεταξύ των δύο σωματιδίων τάξης 0.00000000000000000000000000000000000001 γραμμαρίων ( 1×10-38g). Μια μέτρηση τέτοιας ακρίβειας και βεβαιότητας είναι δυνατή μόνο όταν το φαινόμενο παρατηρείται πολλές φορές, και αυτό είναι δυνατό μόνο χάρη στην παραγωγή πολλών γοητευτικών μεσονίων σε συγκρούσεις στον LHC.

Η ανακάλυψη αυτού του φαινομένου «ξεκλειδώνει» μια νέα φάση ερευνών στη Φυσική, με τους ερευνητές να επιδιώκουν τώρα να κατανοήσουν την ίδια τη διαδικασία ταλάντωσης- κάτι που θα μπορούσε να αποτελέσει σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την επίλυση του μυστηρίου της ασυμμετρίας μεταξύ ύλης και αντιύλης.