أعلن علماء الفيزياء الجسيمية من المملكة المتحدة وحول العالم الذين يعملون على تجربة BABAR في مركز ستانفورد لينير أكسيليريتور (SLAC) في الولايات المتحدة الأمريكية ، اليوم 2 أغسطس 2004 ، عن نتائج جديدة مثيرة تظهر اختلافًا كبيرًا في سلوك المادة والمادة المضادة. قد يساعد اكتشافهم في تفسير سبب سيطرة المادة التي نعيش فيها على المادة ، بدلاً من احتوائها على أجزاء متساوية من المادة ومضاد للمادة.
يعمل مسرع PEP-II من SLAC على اصطدام الإلكترونات ونظيراتها المضادة للمادة ، البوزيترونات ، لإنتاج وفرة من الجسيمات الثقيلة الغريبة وأزواج مضادة للجسيمات تعرف باسم ميزونات B و B المضادة. هذه الأشكال النادرة من المادة والمادة المضادة قصيرة العمر ، وتتحلل بدورها إلى جزيئات دون ذرية أخف ، مثل kaons و pions ، والتي يمكن رؤيتها في تجربة BABAR.
"إذا لم يكن هناك اختلاف بين المادة والمادة المضادة ، فإن كل من الميزون B والميزون المضاد لل B يظهران نفس نمط الانحلال بالضبط. ومع ذلك ، يظهر قياسنا الجديد مثالًا على اختلاف كبير في معدلات الاضمحلال بدلاً من ذلك. " قال مارسيلو جيورجي ، من SLAC ، جامعة بيزا و INFN ، المتحدث باسم بابار.
من خلال فحص أكثر من 200 مليون زوج من ميزونات B و B المضادة للتحلل ، اكتشف المجربون عدم التماثل اللافت للنظر في المادة المضادة للمادة. "وجدنا 910 أمثلة على انحلال الميزون B لكاون وبيون ، لكن 696 مثال فقط لمضاد B" ، أوضح Giorgi. "إن القياس الجديد هو نتيجة للأداء المتميز لمسرع PEP-II من SLAC وفعالية كاشف BABAR. يعمل المعجل الآن بثلاثة أضعاف أداء التصميم ، وبابار قادر على تسجيل حوالي 98٪ من التصادمات. "
في حين أن BABAR والتجارب الأخرى قد لاحظت عدم تناظر المادة المضادة للمادة من قبل ، فهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على اختلاف عن طريق العد البسيط لعدد تحلل ميزونات B والمضادة للباء إلى نفس الحالة النهائية. يُعرف هذا التأثير بانتهاك CP المباشر وتبين أنه 13٪ ؛ يحدث تأثير مشابه لانحطاطات Kaons و AntiKaons ولكن فقط عند مستوى 4 أجزاء في المليون!
"هذه إشارة قوية مقنعة على انتهاك CP مباشر في اضمحلال B ، وهو نوع من عدم تناسق المادة المضادة للمادة والذي كان متوقعًا وجوده ولكن لم يتم ملاحظته من قبل. مع هذا الاكتشاف ، فإن النمط الكامل من عدم التماثل بين المادة والمادة يقترب معًا في صورة متماسكة. أنا متحمس وسعيد للغاية لأن أحد طلاب الدراسات العليا لدي ، كارلوس تشافيز الذي يعمل حاليًا في SLAC ، كان متورطًا بشكل مباشر. " قال كريستوس Touramanis من جامعة ليفربول.
يضيف دان باورمان ، عضو فريق بابار من إمبريال كوليدج: "عندما بدأ الكون بانفجار كبير ، تم إنشاء المادة والمادة المضادة بكميات متساوية. ومع ذلك ، تشير جميع الملاحظات إلى أننا نعيش في كون مصنوع من مادة فقط. لذا علينا أن نسأل ، ماذا حدث للمادة المضادة؟ إن العمل في باب يقربنا من الإجابة على هذا السؤال ".
يجب أن تكون الاختلافات الدقيقة بين سلوك المادة والمادة المضادة مسؤولة عن اختلال التوازن بين المادة والمادة الذي تطور في عالمنا. لكن معرفتنا الحالية بهذه الاختلافات غير مكتملة وغير كافية لمراعاة هيمنة المادة الملاحظة. انتهاك CP هو أحد الشروط الثلاثة التي حددها الفيزيائي الروسي أندريه ساخاروف لمراعاة عدم التوازن الملحوظ للمادة والمادة المضادة في الكون.
قال البروفيسور إيان هاليداي ، الرئيس التنفيذي لمجلس أبحاث الجسيمات الفيزيائية وعلم الفلك الذي يمول مشاركة المملكة المتحدة في بابار: "ما زلنا لا نفهم تمامًا كيف تطورت المسألة التي تسيطر على الكون الذي نعيش فيه. ومع ذلك ، فإن هذه النتيجة الجديدة ، والقياسات الحديثة ذات الصلة في BABAR والتجارب الأخرى حول العالم ، قد عززت فهمنا بشكل كبير في هذا المجال. لا يزال هناك الكثير لاكتشافه والتعلم بشأن هذه القضية الأساسية ".
المصدر الأصلي: بيان صحفي PPARC
