Wat Is De Materie Met Antimaterie In De Atom Smasher?

{h1}

Natuurkundigen bij het lhcb-experiment in de large hadron collider in europa hebben ontdekt dat bepaalde materiedeeltjes de voorkeur hebben boven hun antimaterie-tegenpartikels.

Stof- en antimateriedeeltjes gedragen zich anders binnen een gigantische atom-smasher in Zwitserland, meldden natuurkundigen vandaag (24 april). De ontdekking kan helpen om het raadsel op te lossen waarom het universum van materie is gemaakt en niet van de vreemde broer of zus, antimaterie.

Van alle materiedeeltjes wordt gedacht dat ze antimaterie-tegenhangers hebben met dezelfde massa maar tegengestelde lading en spin. Toen het universum met de oerknal 13,8 miljard jaar geleden ontstond, had het waarschijnlijk vergelijkbare hoeveelheden materie en antimaterie. Het grootste deel van deze antimaterie wordt gedacht te zijn vernietigd in botsingen met materie (wanneer deze twee elkaar ontmoeten, vernietigen ze elkaar), en alles wat er nog over is in het universum van vandaag is een kleine overvloed aan materie.

Om te begrijpen waarom materie wordt gedomineerd door antimaterie, zoeken natuurkundigen naar verschillen in hoe de twee zich gedragen die de discrepantie kunnen verklaren. Deze verschillen worden charge-parity violation (CP violation) genoemd en dat is precies wat wetenschappers hebben gevonden in de Large Hadron Collider (LHC) in Genève. [Whoa! De coolste kleine deeltjes in de natuur]

In de 27 kilometer lange (27 kilometer) ondergrondse ring van de machine versnellen protonen en botsen ze tegen elkaar, waardoor een doezelaar van dochterdeeltjes ontstaat. Eén experiment bij de verkeersleider genaamd LHCb (het staat voor "LHC-schoonheid") bestudeert deze dochterdeeltjes op tekenen van CP-schending die de aard van antimaterie kunnen helpen verklaren.

Het LHCb-team staat voor hun experiment, de LHCb detecor, bij de Large Hadron Collider in Genève.

Het LHCb-team staat voor hun experiment, de LHCb detecor, bij de Large Hadron Collider in Genève.

Crediet: CERN / Maximilien Brice, Rachel Barbier

Na analyse van ongeveer 70 biljoen proton-protonbotsingen, vond LHCb dat een deeltje genaamd het mes B's in de materievorm iets vaker is gemaakt dan in zijn antimaterie-tegenhanger. B_s (uitgesproken ("B-sub-S") mesonen zijn gemaakt van onderste quarks en vreemde anti-quarks, terwijl antimaterie B_s mesonen een antimaterie onderkwark hebben en een vreemde quark ("bottom" en "strange" zijn twee smaken van quarks en anti-quarks zijn de antimateriedeeltjes van normale materie quarks).

"Het ding over antimaterie gedraagt ​​zich bijna identiek aan de normale materie," zei Tara Shears, een fysicus aan de Universiteit van Engeland van Liverpool, die aan het LHCb-experiment werkt. "Maar de duivel zit in de details, en het is dit heel kleine verschil dat we proberen te meten."

B_s-mesonen zijn zeldzaam en 70 biljoen botsingen in de Large Hadron Collider creëerden slechts ongeveer duizend van deze ongrijpbare deeltjes. Toch waren deze voldoende om een ​​aanzienlijke hoeveelheid aan materie B-mesonen te laten zien in vergelijking met antimaterie B's mesonen.

"We hadden verwacht dat het er zou zijn, maar we zijn er nog nooit in geslaagd om het te meten, omdat deze deeltjes zo zeldzaam zijn," vertelde Shears WordsSideKick.com.

De B-deelactiviteit is slechts het vierde subatomaire deeltje waarvan bekend is dat het een materie-antimaterie-asymmetrie vertoont.

CP overtreding werd voor het eerst ontdekt in neutrale deeltjes genaamd kaons in het Brookhaven National Laboratory in Long Island in de jaren zestig. Het duurde nog 40 jaar voor onderzoekers in de Verenigde Staten en Japan om het volgende voorbeeld van deze asymmetrie in het B0-meson te vinden. Daarna vonden het LHCb-experiment en anderen bewijs voor CP-overtreding in het B + meson.

Toch zijn deze gevallen van CP-schending niet voldoende om de prevalentie van materie over antimaterie in het universum te verklaren.

"We moeten nog veel doen om de ware aard van antimaterie te begrijpen," zei Shears. "We weten dat we het hele verhaal niet begrijpen, we hebben net een beetje meer informatie ingevuld - een blok in onze legpuzzel als je wilt."

De onderzoekers hopen meer vooruitgang te boeken wanneer de LHC opnieuw op start gaat in 2015, op een veel hogere energie, na de huidige hiaat.

De LHCb-ontdekking wordt beschreven in een paper die wordt ingediend bij het tijdschrift Physical Review Letters.

Volg Clara Moskowitz op tjilpen en Google+. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Origineel artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Projekt Zukunft | Forscheralltag am CERN.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com