Fizikanët në përshpejtuesin më të madh të grimcave në botë kanë bërë një zbulim të parë të llojit të tij mbi antimaterien, që mund të ndihmojë në zgjidhjen e një prej mistereve më të mëdha të universit.
Ky zbulim, i bërë në Përplasësin e Madh të Hadronëve (LHC) në CERN, afër Gjenevës, ka zbuluar se një grimcë e jetëshkurtër, një variant i protonit dhe neutronit i quajtur barioni lambda i bukurisë, shpërbëhet me një ritëm të ndryshëm nga antimateria e tij.
Ky fenomen, i njohur si shkelja e ngarkesë-paritetit (CP), përshkruan mënyrën sesi grimcat me ngarkesa të kundërta, si materia dhe antimateria, sillen ndryshe. Ky është një shpjegim thelbësor për arsyen pse materia mbizotëroi mbi antimaterien në universin e hershëm, pa këtë fenomen, universi do të ishte një boshllëk i zbrazët.
Megjithëse është një faktor kyç për ekzistencën tonë, sasia e shkeljes CP e parashikuar nga Modeli Standard i fizikës është shumë e vogël për të shpjeguar bollëkun e materies në univers.
Për më tepër, kjo shkelje është vërejtur më parë vetëm te grimcat e quajtura mezone, të përbëra nga çifte kuark-antikuark. Deri tani, nuk ishte vërejtur te barionet, grimca të përbëra nga tre kuarkë, si protonet dhe neutronet, që përbëjnë shumicën e materies së dukshme në univers.
Ky zbulim i parë i këtij lloji e ndryshon këtë realitet, duke hapur potencialisht një rrugë për kërkimin e fizikës përtej Modelit Standard. Studiuesit paraqitën gjetjet e tyre më 24 mars në konferencën Rencontres de Moriond në La Thuile, Itali, dhe publikuan një studim paraprak në platformën arXiv.
“Arsyeja pse u desh më shumë kohë për të vërejtur shkeljen CP te barionet sesa te mezonet lidhet me madhësinë e efektit dhe sasinë e të dhënave të disponueshme,” tha Vincenzo Vagnoni, zëdhënës i eksperimentit LHCb që bëri këtë zbulim. “U deshën mbi 80,000 shpërbërje të barioneve për të parë për herë të parë asimetrinë materie–antimaterie në këtë klasë grimcash.”
Supa e krijimit
Sipas modelit standard të kozmologjisë, pas Big Bengut, universi i ri ishte një plazmë e dendur grimcash të materies dhe antimateries që lindnin dhe zhdukeshin duke u asgjësuar me njëra-tjetrën.
Teorikisht, materia dhe antimateria në këtë “supë” duhet ta kishin zhdukur njëra-tjetrën plotësisht. Por shkencëtarët besojnë se një çekuilibër i panjohur, me shumë mundësi një shkelje CP në shpërbërjet që përfshijnë forcën bërthamore të dobët, lejoi që të krijohej më shumë materie sesa antimaterie, duke e shpëtuar atë nga vetëshkatërrimi.
Për të kërkuar shkelje CP te barionet, studiuesit e LHCb analizuan të dhënat e pafundme nga përplasjet e grimcave (ku protonet përplasen rreth 25 milionë herë në sekondë) të ndodhura mes viteve 2009 dhe 2018.
Ata numëruan shpërbërjet e barionit lambda të bukurisë duke kërkuar gjurmët e qarta të produkteve të tij të shpërbërjes, një proton, një kaon dhe një palë pionësh me ngarkesë të kundërt, si dhe shpërbërjet e grimcës së tij të kundërt, anti lambda bukurie.
Analiza e tyre zbuloi se diferenca midis numrit të shpërbërjeve të barioneve lambda të bukurisë dhe anti lambda të bukurisë ishte 2.45% me një pasiguri rreth 0.47%. Ky rezultat kishte një rëndësi statistikore prej 5.2 sigma, duke kaluar pragun e pesë sigmave që fizikanët përdorin si “standardin e artë” për të shpallur një zbulim të ri.
Me këtë gjetje të konfirmuar, fizikanët thonë se do të kërkojnë shkelje CP edhe më të mëdha kur LHC të rifillojë funksionimin në vitin 2030, për të mbledhur më shumë të dhëna mbi këtë mekanizëm kyç që ka ndihmuar në formimin e universit tonë.
“Sa më shumë sisteme ku vëzhgojmë shkelje CP dhe sa më precize të jenë matjet, aq më shumë mundësi kemi për të testuar Modelin Standard dhe për të kërkuar fizikë përtej tij,” tha Vagnoni. “Vëzhgimi i parë ndonjëherë i shkeljes CP në një shpërbërje barioni hap rrugën për hetime të mëtejshme teorike dhe eksperimentale mbi natyrën e këtij fenomeni, duke ofruar mundësi të reja për të zbuluar fizikë përtej Modelit Standard.” / Live Science – Syri.net