Was ist los mit Antimaterie in der Atom-Smasher?

Materie und Antimaterie-Teilchen sind im Inneren einer riesigen Atom Smasher in der Schweiz anders verhalten, Physiker kündigte heute (24. April). Die Entdeckung könnte dazu beitragen, lösen das Rätsel, warum das Universum, der Materie und nicht seine seltsame Geschwister, Antimaterie gemacht ist.

Alle Materie-Teilchen werden gedacht, um Antimaterie Gegenstücke bei gleicher Masse aber entgegengesetzte Ladung und Spin haben. Wenn das Universum sprang 13,8 Milliarden Jahren mit dem Urknall entstanden, hatte es wahrscheinlich ähnliche Mengen von Materie und Antimaterie. Die meisten dieser Antimaterie wird gedacht, um Kollisionen mit Materie zerstört wurden (wenn die beiden sich treffen, sie vernichten einander), und alles, was im Universum heute übrig bleibt, ist eine kleine Überfülle der Materie.

Um zu verstehen warum Materie über Antimaterie dominiert, könnten Physiker suchen keine Unterschiede im Verhalten der beides, die die Diskrepanz erklären. Diese Unterschiede sind kostenlos-Parität Verletzung (CP-Verletzung) genannt, und das ist nur was Wissenschaftler innerhalb der Large Hadron Collider (LHC) in Genf gefunden haben. [Whoa! Die coolsten kleine Partikel in der Natur]

In den 17-Mile-Long (27 Kilometer) unterirdischen Ring der Maschine speed Protonen auf und smash ineinander, erstellen eine Dusche Tochter Partikel. Ein Experiment an der Collider genannt LHCb (es steht für "LHC Schönheit") untersucht diese Tochter Partikel für Anzeichen von CP-Verletzung, die helfen könnten die Natur von Antimaterie aufzuklären.

Nach der Analyse ca. 70 Billionen Proton-Proton-Kollisionen, festgestellt LHCb, dass ein Teilchen genannt B_s Meson etwas häufiger in seiner Materie Form als in seine Antimaterie Gegenstücke erstellt wurde. B_s (ausgesprochen ("B-Sub-S")-Mesonen bestehen aus Bottom-Quarks und seltsame Anti-Quarks, Antimaterie B_s Mesonen haben einen Antimaterie-Bottom-Quark und ein Frage-Strange-Quark ("unten" und "fremd" sind zwei Arten von Quarks und Anti-Quarks sind die Antimaterie-Partner-Partikel von normaler Materie Quarks).

"Die Sache über Antimaterie ist es fast identisch zu normaler Materie verhält sich", sagte Tara Shears, ein Physiker an der englischen University of Liverpool, auf das LHCb-Experiment funktioniert. "Aber der Teufel steckt im Detail, und es ist dieser winzige Unterschied, die wir versuchen zu messen."

B_s-Mesonen sind selten, und 70 Billionen Kollisionen innerhalb der Large Hadron Collider erstellt nur etwa tausend dieser schwer fassbaren Teilchen. Doch handelte es sich genug, um eine bedeutende Fülle von Materie B_s Mesonen gegenüber Antimaterie B_s Mesonen nachweisen.

"Wir erwarten es, dort zu sein, aber wir waren nie in der Lage, eine Messung vor, weil diese Partikel so selten," Scheren sagte LiveScience.

Die B_sparticle ist nur die vierte subatomaren Teilchen, die bekannt, um solch eine Materie-Antimaterie-Asymmetrie aufweisen.

CP-Verletzung wurde im neutralen Teilchen genannt Kaonen am Brookhaven National Laboratory auf Long Island in den 1960er Jahren entdeckt. Es dauerte 40 Jahre für Forscher in den Vereinigten Staaten und Japan, das nächste Beispiel dieser Asymmetrie in der B0-Meson zu finden. Danach fand das LHCb-Experiment und andere Beweise für die CP-Verletzung in der B +-Meson.

Doch diese Instanzen der CP-Verletzung sind nicht genug, um die Prävalenz von Materie über Antimaterie im Universum zu erklären.

"Wir haben noch einiges zu tun, um die wahre Natur von Antimaterie zu verstehen", sagte Scheren. "Wir wissen, dass wir nicht die ganze Geschichte verstehen. Wir haben nur ein kleines bisschen mehr Informationen ausgefüllt – einen Block in unserem Jigsaw Puzzle, wenn Sie mögen. "

Die Forscher hoffen, weitere Fortschritte zu machen, wenn der LHC wieder in 2015, um eine viel höhere Energie, nach seiner aktuellen Pause startet.

Die LHCb-Entdeckung ist detailliert in einem Papier zuhanden der Zeitschrift Physical Review Letters.

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