Нова таблиця явищ у Всесвіті: виявлено порушення симетрії в розпадах часток
Вчені продовжують досліджувати одну з найзагадковіших проблем у фізиці: чому у Всесвіті спостерігається значний надлишок матерії над антиматерією. Сучасні експерименти, проведені на Великому адронному коллайдері (ВАС), дають цінні підказки щодо цієї фундаментальної асиметрії.
Протягом семи десятиліть дослідники намагались вирішити питання, чому матеріальних часток у Всесвіті значно більше, ніж антиматеріальних. За розрахунками, матерії та антиматерії в ранньому космосі мало би бути порівну. Уявіть собі, якби частки матерії і антиматерії зустрічалися з однаковою ймовірністю, внаслідок аннігіляції відбувалось би постійне перетворення їх у енергію, і Всесвіт би виглядав зовсім інакше. Проте, наразі цю асиметрію залишається пояснити, адже більшість експериментів вказує на невеликий надлишок матерії, недостатній для підтвердження спостережуваного дисбалансу.
Необхідно знайти нові приклади розпадів, які порушують симетрію, і нещодавній експеримент з b-кварками на ВАК відкрив нові горизонти для науковим пошукам. Дослідження показали, що розпади певних часток, зокрема мезонів, можуть дати важливу інформацію про цю явищу. Зокрема, експерти виявили два нових важливих випадки порушення симетрії в розпадах.
Одне дослідження, опубліковане в журналі *Physical Review Letters*, виявило, що заряджені мезони, які складаються з «красивих» кварків і антикварків, мають різну швидкість розпаду залежно від того, чи містять вони антикварки. У випадку, якщо антикварк — «красивий», розпад відбувається значно швидче, ніж у випадку з кварком. Це відкриття підтримує гіпотезу, що швидший розпад антиматерії може пояснити еволюцію часток.
Друге дослідження, доступне у форматі препринта, акцентує увагу на баріонах з принаймні одним «красивим» кварком. Результати показали, що швидкість розпаду таких баріонів залежить від типу кварка — розпад на «красивий» та інший тип баріону також супроводжується виробництвом кількох заряжених K-мезонів. Важливо, що ці результати підтверджують передбачення Стандартної моделі фізики елементарних часток, які до цього часу не отримали експериментального підтвердження.
Аналіз даних з ВАК вказує на те, що розпади часток та асиметрія в поведінці матерії і антиматерії мають більш глибокі корені, ніж передбачалось раніше. Науковці наголошують на важливості додаткових досліджень, щоб визначити, як ці нові розуміння можуть змінити наше уявлення про Всесвіт. За даними Міжнародної колаборації, кількість недосліджених аспектів в цій галузі величезна, і додаткові експерименти можуть забезпечити нові інсайти, які допоможуть в кінцевому підсумку розгадати цю надскладну загадку.
Залишається сподіватися, що подальші дослідження зможуть пролити світло на природу матерії і антиматерії, закладаючи основу для нових технологій і відкриттів в галузі фізики та космології.
