LHC dostarczył dowodu na zaburzenie symetrii CP w barionach
Podczas eksperymentów prowadzonych w Wielkim Zderzaczu Hadronów, a konkretnie w LHCb, zauważono zjawisko, które może pomóc w rozwiązaniu zagadki brakującej antymaterii we wszechświecie. Uczeni spostrzegli, że zaburzenie symetrii CP odnosi się do barionów. Najbardziej znanymi przedstawicielami barionów są proton i neutron, które tworzą całą materię we wszechświecie.
Jeśli symetria CP jest zachowana, to bariony i ich antycząstki zachowują się tak samo. Zaburzenia symetrii oznaczają, że prawa fizyki nie są takie same dla cząstek i antycząstek. To niezwykle ważne spostrzeżenie, gdyż szczegółowe zrozumienie zaburzeń symetrii CP powinno doprowadzić do wyjaśnienia, dlaczego materii jest znacznie więcej niż antymaterii, pomimo tego, że podczas Wielkie Wybuchu jednej i drugiej było tyle samo.
Model Standardowy zakłada, że i wśród barionów istnieje niewielkie zaburzenie symetrii CP. Jednak dotychczas, pomimo trwających od 50 lat badań, nie znaleziono dowodów, by zaburzenie to w jakikolwiek sposób wpływało na bariony. Co więcej, zaburzenie CP przewidziane przez Model Standardowy jest tak małe, że nie wyjaśnia olbrzymiej różnicy pomiędzy ilością materii i antymaterii, co oznacza, że muszą istnieć inne naruszenia CP. Ich odnalezienie to jedno z głównych zadań instrumentu LHCb.
Najnowsze odkrycie to wynik analizy danych zebranych podczas pierwszych trzech lat pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów. Spośród wszystkich możliwych krótkotrwałych cząstek, które powstały w wyniku zderzeń protonów, naukowcy porównali zachowanie barionów Λb0 i jego odpowiednika w antymaterii Λb0-bar podczas rozpadu do protonu/antyprotonu i trzech pionów.
Tego rzadkiego procesu nigdy wcześniej nie zaobserwowano. Dzięki wysokiej wydajności LHC i czułości LHCb udało się wyodrębnić czystą próbkę około 6000 rozpadów tego typu. Analiza próbki i rozkładu produktów rozpadu barionów i antybarionów wykazała na istnienie znaczącego naruszenia symetrii CP, a różnice w niektórych wypadkach dochodziły nawet do 20%.
Istotność statystyczna obliczeń wynosi σ=3,3, nie można zatem mówić jeszcze o odkryciu, gdyż do jego ogłoszenia potrzebna jest σ=5. Ich wyniki zostaną zweryfikowane na podstawie kolejnego, większego, zestawu danych uzyskanych z późniejszego okresu pracy LHC. Jeśli się potwierdzą, będzie to znaczące osiągnięcie na polu badań zaburzeń symetrii CP.
Komentarze (19)
tempik, 1 lutego 2017, 16:40
Dla mnie to herezje, jeśli nie było by symetrii to musiałaby być jeszcze inna różnica poza samym ładunkiem, cecha której nikt nie odkrył. Wszystkie modele nie trzymały by się kupy.
Sławko, 2 lutego 2017, 12:14
Jeśli różnice faktycznie zostaną wykryte, to należałoby się zastanowić skąd się te różnice wzięły.
Ja śmiem twierdzić, że wziąć się one mogą wyłącznie z naszej niewiedzy i/lub złych założeń w eksperymencie.
Mogą one wynikać np. z tego, że jak sądzę antymateria jest źródłem antygrawitacji, tymczasem chyba naukowcy zakładają, że zarówno zwykła materia jak i antymateria oddziałują na siebie grawitacyjnie.
Nie robiłem obliczeń, to są jedynie moje filozoficzne rozważania, ale z nich wynika że antymateria oddziałuje antygrawitacyjnie. Pisałem o tym tutaj:
http://forum.kopalniawiedzy.pl/topic/25103-mierz%C4%85-si%C5%82y-dzia%C5%82aj%C4%85ce-mi%C4%99dzy-antyprotonami/?do=findComment&comment=110488
Ta filozofia, czy teoria wyjaśnia mi bardzo wiele, a głównie to:
- dlaczego tak mało antymaterii jest wokół nas
- dlaczego nie obserwujemy skupisk antymaterii
- gdzie się podziała cała antymateria
- dlaczego wszechświat się rozszerza
Oddziaływanie grawitacyjne jest bardzo słabe (antygrawitacyjne również) i chyba bardzo trudno jest zmierzyć grawitację pojedynczej cząstki elementarnej. Czy ktoś jest w stanie zmierzyć (anty)grawitację jakiejś pojedynczej (anty)cząstki?
thikim, 2 lutego 2017, 12:39
Doświadczalnie to ciężko stwierdzić (poprzez ważenie) bo nie mamy za dużo antymaterii do dyspozycji. Niemniej nie ma żadnego powodu jak do tej pory aby sądzić że pod względem grawitacyjnym czymś się różni antymateria od materii. W zasadzie antymateria i materia jest zbudowana z klocków o takiej samej masie tylko innym ładunku. Masa ta w normalny sposób reaguje na przyspieszanie
Jajcenty, 2 lutego 2017, 13:13
vs
Skąd wiesz, że antymateria jest identycznie bezwładna?, badano to?
tempik, 2 lutego 2017, 13:57
Jeśli definicja antymaterii zakłada jako jedną różnicę ładunek to nie ma prawa być żadnej asymetrii. Jeśli taka jest to już jest bez sensu przedrostek anty, bo mamy coś nowego co nie jest odbiciem lustrzanym
thikim, 2 lutego 2017, 14:49
Znaczy się nie powinna spełniać prawa zachowania pędu? Wprawdzie w wersji uogólnionej masa jest w kwadracie więc można sobie i minus podstawić
Ale nie ma takiej potrzeby.
Cząstki - także antymaterii spełniają zasadę zachowania pędu (co potwierdza ich zachowanie w akceleratorze) i to bez kwadratowania masy
Tu muszę przyznać że szybko przeszedłem do masy nie zadając sobie trudu rozważania czy zwykła masa może mieć ujemną grawitację. Czy ktoś widzi potrzebę takich rozważań?
Jak do tej pory znamy materię i antymaterię. Znamy grawitację. Nie znamy antygrawitacji. Nie znamy ujemnej masy chociaż możemy sobie rozważać przypadki np. cząstek wirtualnych także i o ujemnej masie.
O ujemnej masie np. tu:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Materia_egzotyczna
To nie jest antymateria.
Jajcenty, 2 lutego 2017, 14:57
No i to jest jakaś przesłanka, może nawet odpowiedź na moje pytanie.
Pewnie powinna, ale jeśli wydziela miazmaty antygrawitacji, to zachowanie w polu grawitacyjnym będzie inne*.
Nie pytałem złośliwie, tylko zastanawiałem się co wiemy, a co zakładamy.
edit: * przynajmniej ilościowo inne
thikim, 2 lutego 2017, 15:04
Wiemy że "jest" masa i grawitacja. Wiemy że pod zasłoną Heisenberga dużo rzeczy jest możliwych - więc tam może sobie być antygrawitacja, antymasa. Ale tego i tak nigdy raczej bezpośrednio nie zaobserwujemy.
Wiemy wreszcie że antymateria ma normalną masę spełniającą zasadę zachowania pędu.
A jeszcze wiemy że masa to miara bezwładności materii
Relacje między ładunkami a masą potrafimy mierzyć dość dobrze po kształcie torów cząstek w akceleratorach i komorach z detektorami i jak dotąd nigdy nie zaobserwowano antymasy. A doświadczenia robiono zarówno dla materii jak i antymaterii. Więcej razy niż wielokrotnie 
Gdyby tak antymateria była antymasą to by było łatwiej ją wykryć w kosmosie. Problem w tym że nie jest i ciężko jest stwierdzić czy jakiś fragment kosmosu nie jest z antymaterii.
I jak na złość foton jest jednocześnie antyfotonem. Więc antymateria świeci tak samo
To co przyprawia wielu ludzi o ból głowy to pytanie: dlaczego we Wszechświecie (niemal na pewno) nie ma dużych skupisk antymaterii. Dlaczego materii najprawdopodobniej było dużo więcej niż antymaterii. I tego dotyczy doświadczenie z początku tematu.
tempik, 2 lutego 2017, 15:35
"niemal na pewno" to dużo za mocne stwierdzenie....
być może nasz horyzont zdarzeń jest tak śmiesznie małym wycinkiem całości, że tuż "za rogiem" jest kleks z samej antymaterii, a 2 horyzonty od nas może być znowu nadpodaż materii. jesteśmy trochę jak rybka w słoju która nie ma pojęcia że jest dekoracją na 100 pietrze w apartamencie, a ten wieżowiec to też nie jest całym światem, i poza nim są zaskakująco inne warunki
pogo, 2 lutego 2017, 23:33
W znanym nam wszechświecie antymateria niemal na pewno nie występuje. Wystarczy spojrzeć na wizualizacje całości znanego wszechświata. Jest dość jednolity z jakimiś dziwnymi "nitkami" łączącymi węzły. Oznacza to, że nie ma w nim żadnych sił odpychających konkretne elementy od siebie (a jedynie siłą rozpychająca wszystko jednolicie), ani nie ma elementów, które by ze sobą anihilowały i przez to zrobiły wyraźne oderwania, luki.
Widzielibyśmy efekty zderzeń całych galaktyk materii i antymaterii... jedna wyrzucona ze swojej gromady przez grawitację innych i skierowana z dostatecznie dużym pędem w stronę gromady o innej materii. Takich zdarzeń byśmy nie przegapili nawet gdyby ostatnie wydarzyły się na miliardy lat przed czasem obserwacji danego obszaru. Ślady po nich byłyby zbyt wyraźne.
Dlatego już nie wierzę, że antymateria przetrwała do czasu formowania się galaktyk.
tempik, 3 lutego 2017, 08:53
to jest oczywiste . pytanie jest jaki % całości wszechświata jest nam znany? jaka jest gwarancja że tuż za horyzontem zdarzeń jest tak jak u nas? może taka anihilująca fala własnie do nas leci, ale nigdy nie krzykniemy miałem racje!/lub nie, bo nadejdzie ona z prędkością c.
Logika podpowiada, że nie ma przesłanek że jesteśmy wyjątkowi i gdzieś dalej jest inaczej niż u nas, ale pewności raczej nigdy nie będzie.
jadąc na wakacje też byłem pewny że za każdym zakrętem zobaczę taki sam sosnowy las, ale zdziwiłem się bo w pewnym momencie ta ciągłość została naruszona i zobaczyłem liściasty las, dobrze że nie jechałem dalej bo bym przeżył szok widząc banany na drzewach
do puki nie będzie całkowitej pewności co do wielkości rzeczywistego wszechświata to wszystko jest niepewne i to co bierzemy za stałe i niezmienne może być tylko warunkami lokalnymi.
Gość Astro, 3 lutego 2017, 17:32
Tempik, a w jaki niby sposób moglibyśmy się o tym dowiedzieć? Wszechświat Widzialny to dokładnie to, co zobaczyć możemy. Przy okazji; mylisz trochę horyzont zdarzeń z horyzontem cząstek. Nie tylko logika podpowiada, że nasz zaścianek nie jest wyjątkowy, ale stoi za tym cała przeogromna faktografia jak i bogactwo teoretyczne. W katastroficzną SF bez jakichkolwiek przesłanek bym nie szedł.
Swoją drogą, bardziej fundamentalnym pytaniem niż to jak "duży" jest Wszechświat, jest to "jaki ma kształt". Tu wcale nie nie prostych odpowiedzi:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kszta%C5%82t_Wszech%C5%9Bwiata#Kszta.C5.82t_przestrzeni_Wszech.C5.9Bwiata
thikim, 3 lutego 2017, 19:32
Można też założyć że poza horyzontami (wszystko jedno jakimi) kryje się kraina Elfów i smoków
Tylko pytanie czy takie założenie nas dokądś tam prowadzi?
(gdzie indziej niż na manowce?)
I dlatego lepiej jest założyć że poza horyzontami nie ma antymasy ani nawet antymaterii w jakiś kosmicznych skalach co prowadzi nas do obecnego lub przyszłego
stanu wiedzy.
Gość Astro, 4 lutego 2017, 06:15
Tu nie tylko "lepiej założyć", ale podeprzeć się faktami i teorią. Gdziekolwiek (głęboko) w niebo nie spojrzeć, to wszystko (w skali globalnej) wygląda podobnie; dlatego też mówimy, że w tej skali Wszechświat jest jednorodny. Jeśli patrzymy na przeciwległe krańce nieba, to widzimy obszary, które nie są w relacji przyczynowej (i długo jeszcze nie będą
; chodzi o c*t). Jeśli przyjmiemy z dobrodziejstwem inwentarza inflację kosmologiczną, to łatwo wyjaśnimy sobie ten (i nie tylko) problem. Obszary te były w relacji przyczynowej przed inflacją. Nasz skrawek Wszechświata przed inflacją był w owej relacji z tymi jego częściami, które obecnie leżą poza naszym horyzontem cząstek. Trudno zatem przyjmować, by urodziła się tam inna fizyka.
tempik, 4 lutego 2017, 17:29
Horyzont zdarzeń dla mnie to prawie to samo co horyzont poznawalnego świata. Bariera zza której nie zostaniemy sygnału.
A zakładanie że to co pomacamy to jest normą świata raczej odwrotnie niż mówicie, nie jest twórcze, nie prowadzi do postępu. Sugerowanie się tym że widzimy płaski teren raczej niczym mądrym nie zaowocowało
thikim, 4 lutego 2017, 18:31
Ha, czyli jednak miałem rację
Elfy i smoki są twórcze 
Szykuje się postęp w postaci 65-tego tomu przygód Harrego Pottera.
Z pewnością 65-ty tom wpłynie na losy ludzkości. W przeciwieństwie do antymasy poza horyzontem tym bliższym i tym dalszym
tempik, 4 lutego 2017, 19:04
Postęp ruszył "z kopyta" jak zrezygnowano z palenia osób mających inne od ogólnie przyjętych poglądy
mieli więcej czasu na przekonanie innych. Powinno podważyć się nawet najstarsze aksjomaty i szukać dziury w całym, inaczej zrobi się zastój i powije nudą 
A co do Harrego to kto wie, może jakiś zafascynowany dzieciak jak dorośnie coś z telekinezą wymyśli czy czapką niewidką. Nie oglądałem, może i więcej potencjału by się znalazło
thikim, 4 lutego 2017, 19:25
Zrezygnowano?
Mam wrzucić coś z YT? Tak, ci "operatorzy" YT kręcą kawałki współczesne a nie z czasów Oświecenia
tzn. z YT już zdaje się usunięto ale w necie dalej jest.
gucio222, 5 lutego 2017, 01:06
Już siódmy rok się z tym męczą
http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#BaryonCP
ale ekipa zaczęła kolejny raz podkręcać możliwości LHC
https://home.cern/about/updates/2017/01/2017-what-can-we-expect
więc 2017 zapowiada się obiecująco.