Enligt Oxford-fysiker som analyserar data från Large Hadron Collider kan en subatomär partikel växla mellan materia och antimateria. Det visar sig att en oförklarligt liten skillnad i vikten av de två partiklarna kunde ha räddat universum från förintelse kort efter att det började.
Antimateria är en sorts "ond dubbelgängare" av normal materia, men den är anmärkningsvärt lik - i själva verket är den enda verkliga skillnaden att antimateria har motsatt laddning. Det betyder att om materia och en partikel av antimateria någonsin kolliderar, kommer de att förinta varandra i en explosion av energi.
För att komplicera saken är vissa partiklar, som fotoner, faktiskt sina egna antipartiklar. Andra existerade till och med som en nyckfull blandning av båda staterna samtidigt, tack vare konceptet superpositionens kvantinfall (illustreras bäst av ett tänkt experiment med Schrödingers katt). Det betyder att dessa partiklar faktiskt pendlar mellan materia och antimateria.
Och nu har en ny aktie anslutit sig till denna exklusiva klubb - charmig maison. Denna subatomära partikel består vanligtvis av en magisk kvark och en antikvark, medan dess antimateriamotsvarighet består av en magisk antikvark och en kvark. Normalt är dessa tillstånd separerade, men ny forskning visar att magiska mesoner spontant kan växla mellan dem.
Också intressant:
- Mörk materia förklarades av en mystisk kraft i den fjärde dimensionen
- Ukrainska fysiker deltog i upptäckten av en ny elementarpartikel - Oderonen
Det som slutade med att ge bort hemligheten var att de två staterna har lite olika massor. Och vi menar "lite" till det yttersta - skillnaden är bara 0,00000000000000000000000000000000000001 gram.
Denna otroligt exakta mätning erhölls från data som samlades in under den andra lanseringen av Large Hadron Collider av fysiker vid University of Oxford. Magiska mesoner produceras vid LHC i proton-proton-kollisioner och färdas vanligtvis bara några millimeter innan de sönderfaller till andra partiklar.
Genom att jämföra charmade mesoner som tenderar att resa längre med de som sönderfaller tidigare, identifierade teamet skillnader i massa som huvudfaktorn som avgör om en charmad meson förvandlas till en anticharma eller inte.
Denna lilla upptäckt kan få gigantiska konsekvenser för universum. Enligt standardmodellen för partikelfysik skulle Big Bang ha producerat lika mängder materia och antimateria, och med tiden skulle allt ha kolliderat och förintats, vilket lämnat kosmos en mycket tom plats. Uppenbarligen hände inte detta, och på något sätt kom materien att dominera, men vad orsakade denna obalans?
En hypotes som föreslås av den nya upptäckten är att partiklar som den förtrollade mesonen kommer att övergå från antimateria till materia oftare än från materia till antimateria. Att undersöka om detta är sant – och i så fall varför – kan vara en viktig nyckel för att lösa ett av vetenskapens största mysterier.
Läs också: