12 آوریل 2024 -توسط آنا لوپس، سرن-آشکارساز LHCb اعتبار: CERN
یک بار یک ذره از ماده، همیشه یک ذره از ماده یا نه. به لطف خصیصه فیزیک کوانتومی، چهار ذره شناخته شده که از دو کوارک مختلف تشکیل شده اند – مانند مزون D خنثی الکتریکی که از یک کوارک جذاب و یک آنتی کوارک بالا تشکیل شده است – می توانند به طور خود به خود در شرکای ضد ماده خود نوسان کنند و بالعکس.
در سمیناری که در 26 مارس در سرن برگزار شد، همکاری LHCb در برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) نتایج آخرین جستجوی خود را برای عدم تقارن ماده-ضد ماده در نوسان مزون D خنثی ارائه کرد که در صورت یافتن می‌تواند به روشن کردن آن در مورد ماده مرموز – عدم تعادل ضد ماده در جهان کمک کند.
نیروی ضعیف مدل استاندارد فیزیک ذرات باعث ایجاد عدم تقارن بین ماده و پادماده می شود که به عنوان نقض CP شناخته می شود، در ذرات حاوی کوارک. با این حال، مطالعه این منابع نقض CP دشوار است و برای توضیح عدم تعادل ماده-ضد ماده در جهان ناکافی است، و فیزیکدانان را به جستجوی منابع جدید و مطالعه منابع شناخته شده بهتر از همیشه سوق می دهد.
در آخرین تلاش خود، محققان LHCb آستین‌های خود را بالا زده‌اند تا با دقت بی‌سابقه‌ای مجموعه‌ای از پارامترها را اندازه‌گیری کنند که نوسان ماده-ضد ماده مزون D خنثی را تعیین می‌کند و امکان جستجوی نقض CP را که تاکنون مشاهده نشده بود اما پیش‌بینی شده بود در نوسان می‌دهد.
این همکاری قبلاً مجموعه‌ای از پارامترها را اندازه‌گیری کرده بود که با استفاده از مجموعه داده‌های کامل آن از اجرای 1 LHC و مجموعه داده‌های جزئی از کائون با بار مثبت و یک پیون با بار منفی به تجزیه مزون D خنثی مرتبط هستند. اجرا 2.
این بار، تیم مجموعه کامل داده‌های Run-2 را تجزیه و تحلیل کرد و با ترکیب نتیجه با آنالیز قبلی خود، بدون احتساب مجموعه داده‌های جزئی Run-2، دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌ها را از پارامترها تا به امروز به دست آورد. عدم قطعیت اندازه گیری 1.6 برابر کوچکتر از کوچکترین عدم قطعیتی است که قبلاً توسط LHCb به دست آمده بود.
نتایج با مطالعات قبلی مطابقت دارد و نوسان ماده-ضد ماده مزون D خنثی را تأیید می‌کند و هیچ شواهدی از نقض CP در نوسان نشان نمی‌دهد. این یافته‌ها مستلزم تحلیل‌های آتی این و دیگر فروپاشی‌های مزون D خنثی با استفاده از داده‌های سومین اجرای LHC و ارتقای برنامه‌ریزی‌شده آن، LHC با درخشندگی بالا است.
دیگر واپاشی مزون D خنثی مورد توجه شامل فروپاشی به یک جفت دو کائون یا دو پیون است که در آن محققان LHCb نقض CP را در ذرات حاوی کوارک‌های جذاب برای اولین بار مشاهده کردند و تجزیه به یک کائون خنثی و یک جفت پیون. که با آن LHCb سرعت نوسان ماده-ضد ماده ذره را محاسبه کرد. در جستجوی سرنخ هایی برای این ماده – عدم تعادل ضد ماده در جهان و دیگر اسرار کیهانی، نباید هیچ راهی ناشناخته باقی بماند.
