Parçacık çarpışmalarının ardından analiz etmek, evrenimizin neden antimadde olmaktan daha fazla madde içerdiğini açıklayan bir süreç olan iki yeni “CP ihlali” örneğini ortaya çıkardı.
CERN’deki LHCB dedektörü
CP ihlali adı verilen bir fenomen olmasaydı, muhtemelen olmazdık. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) birlikte parçalanan parçacıkların yeni bir analizi, araştırmacıların bunu daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor.
“Kozmolojik modellerde, evrenin başlangıcında aynı miktarda madde ve antimatter olduğunu düşünüyoruz ve sonra meseleye hakim bir evrene dönüştü. Ama nasıl?” LHC’nin evi olan İsviçre, Cenevre yakınlarındaki parçacık fiziği laboratuvarı Cern’de Ozlem Ozcelik diyor.
CP ihlali, bu soruya karar verilen cevaptır. Parçacıkların çürümesi gibi, antimadde olmaktan daha fazla maddeye neden olan süreçleri ifade eder. Bu, maddenin, tam olarak eşit miktarda antimatter olan bir senaryoda imha edilmek yerine, bedenlerimizde de dahil olmak üzere, maddenin evreni hakim olmasını sağlar. Ancak bu tür süreçlerin detayları belirsizdir – ki Ozcelik’in araştırması devreye girer. Meslektaşları ile enerjik parçacık çarpışmalarının ardından iki yeni CP ihlali örneği ortaya çıkarmıştır.
Araştırmacılar, LHCB dedektörü tarafından toplanan proton çarpışmaları hakkındaki verileri analiz ettiler – CERN’de CP ihlaline odaklanan bir deney. Her çarpışma, bazıları anında çürümeye başlayacak kadar dengesiz olan hem madde hem de antimatter formları da dahil olmak üzere çeşitli parçacıklar yaratır. Ozcelik ve meslektaşları, “alt lambda baryon” olarak bilinen istikrarsız bir madde parçacığının, antimadde meslektaşına farklı bir oranda çürüyerek bir CP ihlali ortaya koyduğunu keşfettiler.
İkinci bir çalışmada ekip, “Güzellik Meson” ve antimadde muadili adı verilen farklı bir parçacığın bozulmasını analiz etmek için LHC verilerine baktı ve başka bir CP ihlali tespit etti. Daha önce hiçbir ihlal tespit edilmedi.
Ozcelik, standart parçacık fiziği modelinin – doğanın temel yapı taşlarına ilişkin en iyi açıklamamız – yeni tespit edilenler de dahil olmak üzere birçok CP ihlalini öngördüğünü, ancak kozmosumuzun içerdiğinden ne kadar daha fazla maddeyi açıklamak için yeterince büyük bir etki eklemediğini söylüyor. Bu yüzden yeni CP ihlalleri aramak ve bunları tam olarak ölçmek, standart modelden eksik olabileceğine dair ipuçlarını toplamak için çok önemlidir.
Hollanda Ulusal Atom Fiziği Enstitüsü’ndeki Robert Fleischer, ekibin odaklanan bozulma süreçlerinin, özellikle matematiksel tahminler yapmanın son derece zor olduğu durumlarda, parçacık fiziği teorilerini rafine etmek için önemli olduğunu söylüyor. “Ekibin bu (hassas) seviyeye ulaşmayı başarması deneysel olarak gerçekten inanılmaz” diyor. Bu, onu yakında daha fazla CP ihlali örneğinin keşfedileceği değil, bazılarının şaşırtıcı olacağı ve yeni fizik yasalarına işaret edeceği konusunda iyimser hale getiriyor.
2030’da LHC’nin daha fazla parçacık hakkında veri yakalayacak başka bir deney yapması planlanıyor ve Ozcelik ve ekibi onları yeni CP ihlalleri aramak için kullanacak.
Referans: Fiziksel İnceleme MektuplarıDoi: 10.1103/Physrevlett.134.101801 ve doi: 10.1103/Physrevlett.134.101802
