Exotische Antimaterie gefangen in Disappearing Act


Wissenschaftler haben eine seltene Art von exotischen Teilchen in der Tat verschwinden gefangen, und der verschwindende Trick scheint häufiger als erwartet sein.

Zum ersten Mal haben Forscher beobachteten Teilchen genannt Elektron-Antineutrinos, die Umwandlung in andere Arten von Partikeln und berechnet die Häufigkeit, mit der dies geschieht. Obwohl das Phänomen sehr selten ist, stellt sich heraus, dass es etwas weniger selten als ursprünglich angenommen.

Elektron-Antineutrinos sind ungerade in eine Reihe von Möglichkeiten. Für eine Sache, sie sind eine Art von Antimaterie – der seltsame Vetter der Materie mit der unbequeme Gewohnheit des vernichtenden Materie auf Kontakt.

Aber auch regelmäßige Neutrinos sind ein wenig verwirrt. Neutrinos kommen in drei Arten oder Aromen: Elektron, Myon und Tau. Für jede dieser gibt es ein Antimaterie-Partner-Teilchen (Elektron-Antineutrino, Myon-Antineutrino und Tau Antineutrino) mit gleicher Masse aber entgegengesetzte Ladung.

Jahrelang galten alle Neutrinos nichts überhaupt wiegen, aber vor kurzem Wissenschaftler entdeckten sie einige Masse haben, aber es ist weniger als ein Millionstel der ein Elektron. Diese Masse kann in der Tat eine besonders bizarre Angewohnheit haben Neutrinos Wechsel von einem zum anderen, ein Phänomen namens Neutrino-Oszillationen. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

Detektoren in Bergen

Die neuen Erkenntnisse stammen aus der Daya Bay Reaktor Neutrino Experiment, das Elektron-Antineutrinos erstellt von Kernreaktoren von die China Guangdong Nuclear Power Group im Südosten Chinas verfolgt.

Diese Reaktoren produzieren Millionen von Quadrillions von Elektron Antineutrinos jede Sekunde, die in der Regel durch regelmäßige Materie, einschließlich den Reaktorwänden und die angrenzenden Berge ohne Interaktion oder Kollision überhaupt passieren. Jedoch konnten sechs eigens kreierten Neutrino-Detektoren, begraben in den Bergen in verschiedenen Abständen einige dieser Partikel zu fangen, bevor sie Weg bekommen könnte.

Die Forscher gezählt, wie viele Elektron-Antineutrinos in weiter Entfernung gegenüber näher Detektoren um festzustellen, wie viele von ihnen verschwunden war, durch die Umwandlung in andere Arten von Antineutrinos erfasst wurden. Die Beobachtungen konnten die Forscher einen lang ersehnte Begriff (Theta 1-3, oder θ13) in den Gleichungen berechnen, die diese Neutrino-Oszillationen zu beschreiben.

Theta 1-3 einen Rührschüssel Winkel nennt und ist einer von dreien, die die verschiedenen Transformationen zwischen drei Arten von Neutrinos und Antineutrinos beschreiben. Die beiden anderen mischen Winkel hatte zuvor berechneten, so die neue Entdeckung hilft ein fehlendes Stück des Neutrino Puzzles auszufüllen.

"Dies ist eine neue Art von Neutrino-Oszillation, und es ist überraschend groß," Yifang Wang von China das Institut für Hochenergiephysik, Co-Sprecher und chinesische Projektmanager des Experiments Daya Bay, sagte in einer Erklärung. "Unsere präzise Messung schließt das Verständnis der Neutrino-Oszillation und ebnen den Weg für das künftige Verständnis der Materie-Antimaterie-Asymmetrie im Universum."

Die Feststellung bietet die Hoffnung helfen Antwort eines das Universum sehr verwirrenden Fragen: Warum ist alles von Materie und keine Antimaterie hergestellt?

Ein Universum der Materie

Wissenschaftler glauben, das Universum begann mit gleicher Arten von Materie und Antimaterie, aber sie einander zerstört. Aus irgendeinem Grund überlebt eine kleine Menge der Materie der Galaxien, Sterne und Planeten finden wir heute zu werden.

Wissenschaftler am besten Vermutungen darüber, warum Materie in diesem Tauziehen herrschte gehört, dass es verhält sich anders und etwas langsamer als Antimaterie zerfällt. Zu erklären, warum das vielleicht der Fall sein, Physiker studieren selten Teilchen Veranstaltungen – wie Neutrino-Oszillationen – auf der Suche nach Abweichungen in den Preisen für diese zwischen Materie und Antimaterie.

"Das Ergebnis ist sehr spannend, denn es uns ermöglicht, Neutrino und Antineutrino Schwingungen in der Zukunft zu vergleichen und sehen, wie unterschiedlich sie sind und haben hoffentlich eine Antwort auf die Frage"warum wir existieren?"im Wesentlichen", sagte des Experiments Co Sprecher Kam-Biu Luk, Professor für Physik an der University of California, Berkeley und Fakultät Wissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory.

Die neuen Erkenntnisse sind in ein Papier vorgelegt, in der Fachzeitschrift Physical Review Letters berichtet.

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