Buat pertama kalinya, para ahli fizik di penghancur atom terbesar di dunia telah mengamati perbezaan dalam pereputan zarah dan antipartikel yang mengandungi blok bangunan asas bahan, yang disebut quark pesona.
Temuan ini dapat membantu menjelaskan misteri mengapa masalah wujud sama sekali.
"Ia merupakan tonggak bersejarah," kata Sheldon Stone, seorang profesor fizik di Syracuse University dan salah seorang daripada kolaborator dalam penyelidikan baru itu.
Perkara dan antimatter
Setiap zarah bahan mempunyai antipartikel, yang sama secara besar-besaran tetapi mempunyai caj elektrik yang bertentangan. Apabila perkara dan antimateri bertemu, mereka memusnahkan satu sama lain. Itulah masalahnya. Big Bang sepatutnya mencipta jumlah bahan dan antimatter yang bersamaan, dan semua zarah tersebut sepatutnya memusnahkan satu sama lain dengan cepat, meninggalkan apa-apa di belakang tetapi tenaga tulen.
Tanggapan pelanggaran CP berasal dari ahli fisika Rusia Andrei Sakharov, yang mencadangkannya pada tahun 1967 sebagai penjelasan mengapa masalah terselamatkan di Big Bang.
"Ini adalah salah satu kriteria yang perlu untuk kita wujud," kata Stone, "jadi ia adalah penting untuk memahami apa asalnya pelanggaran CP."
Terdapat enam jenis kuark yang berlainan, semuanya dengan sifat mereka sendiri: naik dan turun, atas dan bawah dan pesona dan pelik. Pada tahun 1964, ahli fizik mula-mula memerhatikan pelanggaran CP dalam kehidupan sebenar di kuark aneh. Pada tahun 2001, mereka melihatnya berlaku dengan zarah-zarah yang mengandungi quark bawah. (Kedua-dua penemuan membawa kepada hadiah Nobel untuk penyelidik yang terlibat.) Fizik telah lama berteori bahawa ia berlaku dengan zarah yang mengandungi quark pesona juga, tetapi tiada siapa yang pernah melihatnya.
Tertarik, saya pasti
Batu adalah salah satu penyelidik dalam percubaan kecantikan Besar Hadron Collider (LHC) yang menggunakan CERN's Large Hadron Collider, cincin 16.5 kilometer (27 kilometer) di sempadan Perancis-Swiss yang menghantar zarah subatomik ke satu sama lain untuk re- buatkan kilauan tenaga minda yang mengejutkan yang mengikuti Big Bang. Oleh kerana zarah-zarah menghancurkan satu sama lain, mereka memecah bahagian-bahagian penyusunnya, yang kemudiannya mereput dalam pecahan kedua ke zarah yang lebih stabil.
Pemerhatian terbaru melibatkan kombinasi kuark dipanggil mesons, khususnya meso D0 ("d-zero") dan meson anti-D0. Meson D0 terdiri daripada satu quark pesona dan satu kuar anti-anti (antipartikel quark up). Meson anti-D0 adalah gabungan satu quark anti-pesona dan satu quark.
Kedua-dua mesons ini merosakkan dalam banyak cara, tetapi sebilangan kecil dari mereka berakhir sebagai meson dipanggil kaons atau pions. Para penyelidik mengukur perbezaan kadar kerosakan antara D0 dan meson anti-D0, satu proses yang melibatkan pengukuran tidak langsung untuk memastikan mereka tidak hanya mengukur perbezaan dalam pengeluaran awal dua meson, atau perbezaan dengan seberapa baik mereka peralatan boleh mengesan pelbagai zarah subatomik.
Garisan bawah? Angka pembusukan berbeza dari sepersepuluh peratus.
"Ini bermakna D0 dan anti-D0 tidak mengalami kerosakan pada kadar yang sama, dan itulah yang kita sebut pelanggaran CP," kata Stone.
Dan itu menjadikan sesuatu yang menarik. Perbezaan dalam pelanggaran mungkin tidak cukup besar untuk menjelaskan apa yang terjadi selepas Big Bang meninggalkan banyak perkara, kata Stone, walaupun ia cukup besar untuk mengejutkan. Tetapi kini, beliau berkata, ahli fizik fizik mendapat giliran mereka dengan data.
Fizik bergantung pada sesuatu yang dipanggil Model Standard untuk menjelaskan, dengan baik, semuanya di skala subatomik. Persoalannya sekarang, kata Stone, sama ada ramalan yang dibuat oleh Model Standard boleh menjelaskan kuantiti pesona mengukur pasukan yang baru dibuat, atau jika ia memerlukan beberapa jenis fizik baru - yang kata Stone, akan menjadi hasil yang paling menarik.
"Jika ini hanya dapat dijelaskan oleh fizik baru, fizik baru itu boleh mengandungi idea tentang pelanggaran CP ini," katanya.
Penyelidik mengumumkan penemuan dalam webcast CERN dan menerbitkan prapaskah kertas yang memperincikan keputusan dalam talian.
- Apa itu? Soalan Fizik Anda Dijawab
- 18 Misteri Terbantut Terbesar dalam Fizik
- Gambar-gambar: Pemukul Atom Terbesar Dunia (LHC)
