CERN: Υλη και αντιύλη σε απόλυτη συμμετρία

Τη θεμελιώδη συμμετρία της φύσης απέδειξε επιστημονική ομάδα μετρώντας τη μάζα σωματιδίων και το ηλεκτρικό τους φορτίο, με τη βοήθεια του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

cern Η μελέτη, που πραγματοποίησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο της Βραζιλίας, απέδειξε την ύπαρξη συμμετρίας μεταξύ των πυρήνων σωματιδίων και αντισωματιδίων σε ό,τι αφορά το φορτίο, την ομοτιμία και τον χρόνο.

Το πείραμα αποτελούσε μέρος ευρύτερης μελέτης, με στόχο τον εντοπισμό διαφορών στον τρόπο με τον οποίο πρωτόνια και νετρόνια ενώνονται στους πυρήνες, με τα αντισωματίδιά τους να σχηματίζουν αντιπυρήνες. Τα αντισωματίδια έχουν την ίδια μάζα, αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο από τα σωματίδια.

«Μετά το Μπιγκ Μπανγκ, για κάθε σωματίδιο ύλης δημιουργήθηκε και ένα αντισωματίδιο. Στη Φυσική Σωματιδίων, το κρίσιμο ερώτημα είναι αν όλοι οι νόμοι της Φυσικής εμφανίζουν ένα ιδιότυπο είδος συμμετρίας, γνωστό ως CPT (φορτίο, ομοτιμία, χρόνος ή charge, parity, time). Οι μετρήσεις αυτές δείχνουν την ύπαρξη μιας θεμελιώδους συμμετρίας μεταξύ πυρήνα και αντιπυρήνα», λέει ο Μαρσέλο Μουνιόζ, καθηγητής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο.

Οι μετρήσεις αυτές κατέστησαν δυνατές χάρη σε πείραμα του δακτυλίου του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), που μέτρησε τα παραγόμενα σωματίδια σε προσκρούσεις βαρέων ιόντων στο εσωτερικό του επιταχυντή. Η μέθοδος αυτή επιτρέπει τη μελέτη της ύλης σε ιδιαίτερα υψηλές θερμοκρασίες και πυκνότητες.

Οι προσκρούσεις παρήγαγαν μεγάλο αριθμό σωματιδίων και αντισωματιδίων, δημιουργώντας πυρήνες και αντιπυρήνες με τον ίδιο ρυθμό. Αξιοποιώντας τα δεδομένα αυτά, το πείραμα πέτυχε την ακριβή σύγκριση των ιδιοτήτων των πυρήνων και των αντιπυρήνων.

Αφού μέτρησαν την καμπυλότητα από τα ίχνη που άφηναν πίσω τους τα σωματίδια στο μαγνητικό πεδίο του αισθητήρα, αλλά και τον χρόνο πτήσης των σωματιδίων, οι επιστήμονες υπολόγισαν τη σχέση μάζας-φορτίου για τους πυρήνες και τους αντιπυρήνες.

Ο δρ Μουνιόζ εκτιμά ότι το πόρισμα της μελέτης θα βοηθήσει τους φυσικούς να διακρίνουν ποια από τις θεωρίες για τους θεμελιώδεις νόμους του σύμπαντος είναι η πιο αληθοφανής.

«Οι νόμοι αυτοί περιγράφουν τη φύση κάθε αλληλεπίδρασης της ύλης, και για τον λόγο αυτόν είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε ότι οι φυσικές αλληλεπιδράσεις δεν αλλοιώνονται από τη μεταβολή φορτίου των σωματιδίων, τη μεταμόρφωση της ομοτιμίας ή τη μεταβολή του χρόνου. Πρέπει να γνωρίζουμε εάν οι νόμοι της Φυσικής παραμένουν αμετάβλητοι κάτω από αυτές τις συνθήκες», λέει ο δρ Μουνιόζ.

Η ύπαρξη αντιύλης και η σχέση της με την ύλη απασχολεί εδώ και δεκαετίες την επιστημονική κοινότητα. Οι επικρατούσες θεωρίες θέλουν το Μπιγκ Μπανγκ να παράγει όμοιες ποσότητες και των δύο, που θα σήμαινε ότι ύλη και αντιύλη θα αλληλοεξουδετερώνονταν αυτόματα.

Το πείραμα της επιστημονικής ομάδας από τη Βραζιλία ίσως οδηγήσει ένα βήμα πιο κοντά στην επίλυση του μυστηρίου αυτού.

Πηγή