2025. július 17.,Jelizaveta Avdeenko
CERN
A CERN Nagy Hadronütköztetőjének LHCb együttműködésének fizikusai elsőként fedezték fel az anyag és az antianyag közötti szimmetria megsértését a barionok, azaz a három kvarkból (az anyag alapvető részecskéiből) álló részecskék bomlása során. A munka a Nature folyóiratban jelent meg .
A CP-sértés (töltés-tükör szimmetria megsértése) egy kulcsfontosságú mechanizmus, amely megmagyarázza, miért van több anyag, mint antianyag az Univerzumunkban. A modern kozmológiai modellek szerint az ősrobbanás után azonnal az anyagnak és az antianyagnak egyenlő mennyiségben kellett volna létrejönnie. A megfigyelhető Univerzum azonban szinte teljes egészében anyagból áll. Ennek az aszimmetriának az egyik magyarázata az anyag és az antianyag viselkedésének különbségei, amelyeket pontosan a CP-sértés rögzít.
Eddig ezt a jelenséget csak mezonokban, kvark-antikvark párból álló részecskékben lehetett megfigyelni. Most azonban először sikerült CP-sértést regisztrálni a barionok bomlásában is, amelyek magukban foglalják a protonokat és a neutronokat, az anyag alapját, ahogyan ma ismerjük.
„Különbséget észleltünk a barionikus anyag és az antianyag bomlásában” – mondta Xueting Yang, az LHCb munkatársa. „Ez az első kísérleti demonstrációja a CP-sértésnek három kvarkból álló részecskékben, nem pedig kettőből.”
Bár ezt a viselkedést előre jelezték, a barionokban való kísérleti megerősítése rendkívül nehéznek bizonyult. Az új adatok nem oldják meg az anyag és az antianyag globális egyensúlyhiányának rejtélyét az ősrobbanás után, de fontos nyomokat szolgáltatnak.
A tudósok remélik, hogy a barionokban a CP-sértés további vizsgálata segít kibővíteni a meglévő fizika hatókörét, és közelebb visz minket az univerzum alapvető tulajdonságainak megértéséhez. Az eredmények különösen a Standard Modellen, az elemi részecskék kölcsönhatásait leíró fő elméleten túlmutató fizikára utalhatnak.
