Jurnal FM 
Această particulă ar fi putut salva Universul de la o anihilare totală
#Postat de Antoniu Lovin on iunie 29, 2021
Oamenii de știință care lucrează la cel mai mare ”zdrobitor” de atomi din lume au prins o particulă subatomică bizară în actul schimbării de la materie la antimaterie. Această descoperire ne-ar putea ajuta să înțelegem cum a fost salvat universul de anihilarea totală la scurt timp după big-bang. Folosind datele din a doua etapă a Large Hadron Collider (LHC), cercetătorii de la Universitatea Oxford au observat ”mezonul farmec” – o particulă mică care conține atât o materie, cât și o versiune antimaterie a quarkului, elementul fundamental al materiei – care se transformă înapoi și între cele două state. Fiecare particulă are o contrapartidă antiparticule cu aceeași masă, durata de viață și spin atomic, dar cu sarcina opusă. Unele particule, cum ar fi fotonul (particulele de lumină) sunt propriile lor antiparticule, în timp ce altele pot exista ca materie și antimaterie în același timp, datorită ciudățeniilor ciudate ale unui fenomen numit suprapunere cuantică.
”Zidarul de farmec” se încadrează în această ultimă categorie. Suprapunerea cuantică – care se naște din mecanica cuantică sau din regulile ciudate care guvernează lumea lucrurilor foarte mici – permite particulelor mici să existe în mai multe stări diferite simultan, în esență ca un amestec de particule diferite, până când particulele menționate sunt observate. În loc să fie doar particule, ele sunt, de asemenea, ca niște unde mici, unde dimensiunea acestor unde într-un punct dat al spațiului reprezintă probabilitatea de a găsi o particulă în acel punct. Atunci când mezonul farmec (numit formal D0) și omologul său antiparticule (anti-D0) există în suprapunere, undele D0 și anti-D0 se suprapun în diferite moduri pentru a forma alte două particule de materie, numite D1 și D2, care sunt, de asemenea, în o stare de suprapunere. Chiar dacă D1 și D2 sunt alcătuite din aceleași ingrediente de particule (D0) și antiparticule (anti-D0) ca și altele, ele au amestecuri ușor diferite ale fiecăruia, oferindu-le mase și durate de viață diferite. D1 și D2 pot fi, de asemenea, suprapuse pentru a produce un D0 sau un anti-D0, în funcție de modul în care sunt adăugate unele peste altele. Deoarece masa acestor unde de particule determină lungimea lor de undă și, prin urmare, modul în care acestea interferează unele cu altele, diferența de masă dintre D1 mai grea și D2 mai ușoară determină cât de repede comonul mezon de farmec comută între materia sa (D0) și antimateria. (Anti-D0). Pentru a face o măsurare cu o astfel de precizie, cercetătorii au observat 30,6 milioane de mezoni fermecători imediat după ce au fost realizați când doi protoni s-au spart împreună în interiorul LHC. Mesonii de farmec călătoresc doar cu o fracțiune de centimetru înainte de a se descompune în particule mai ușoare, dar detectoarele ultra-precise din interiorul acceleratorului de particule au permis echipei să compare mezonii de farmec care parcurgeau cea mai mică distanță cu cele care mergeau cel mai departe. Cercetătorii au folosit apoi această diferență pentru a calcula diferența de masă între cele două stări posibile. Aceasta este a doua oară când o particulă a fost detectată oscilând între materie și antimaterie în acest mod, prima fiind o măsurare din 2006 a Mesonului Strange Beauty.
Dar detectarea acestui lucru în mezonul farmecului a fost mult mai dificilă, deoarece particulele instabile se descompun de obicei înainte de a putea face schimbarea, potrivit cercetătorilor. Particulele care pot sări între materie și antimaterie sunt importante, deoarece se află la baza unuia dintre cele mai mari mistere ale științei: de ce există universul în primul rând. Conform Modelului standard, teoria care descrie particulele fundamentale care alcătuiesc universul, materia și antimateria au fost create în cantități egale de Big Bang. Cu toate acestea, universul în care trăim este format în întregime din materie. Și pentru că materia și antimateria se anihilează reciproc la contact, universul ar fi trebuit să se anihileze chiar în momentul în care, sau imediat după aceea, a început. Care a fost atunci cauza dezechilibrului? Unele ipoteze sugerează că particule precum mezonul farmecului ar fi putut salva universul fizic de la anihilare – mai ales dacă s-au mutat de la antimaterie la materie mai mult decât au mers în sens invers. Având în vedere că Marele Colizor de Hadroni actualizat urmează să repornească în septembrie, după ce a fost închis mai mult de trei ani, și investigații similare despre mesoni care urmează să fie efectuate de experimentul japonez Bell 2, găsirea mai multor indicii ar putea să nu fie departe. Sursa:guardianmag.press
