Hvorfor Universet har mere stof end antistof?

Dato:

2019-08-11 17:13:12

Visninger:

706

Vurdering:

1Like 0Dislike

Share:

Hvorfor Universet har mere stof end antistof? Source:

Hvorfor har vi eksisterer? Dette er måske den mest væsentlige spørgsmål, der kan synes uden elementarpartikelfysik. Men vores nye ved Large hadron Collider ved CERN har bragt os tættere på svaret. For at forstå, hvorfor vi eksisterer, du først nødt til at gå 13,8 milliarder år siden, i tiden fra Big Bang. Dette arrangement er lavet svarende til den mængde af stoffet, som vi består, og antistof.

Det menes, at hver partikel har en partner af antistof, som er næsten identiske, men har modsat ladning. Når en partikel og dens antiparticle mødes, vil de udslette — forsvinder i et glimt af lys.

Hvor er alle de antistof?

Hvorfor universet ser vi udelukkende består af noget, det er en af de største mysterier i moderne fysik. Hvis der nogensinde var en lige mængde antistof, alt i Universet ville blive tilintetgjort. Og nu, en nyligt offentliggjort undersøgelse synes at have fundet en ny kilde til ubalance mellem stof og antistof.

Om antistof var de første til at tale Arthur Schuster i 1896, og derefter i 1928 Paul Dirac gav hende en teoretisk begrundelse, og i 1932 Carl Anderson fandt det i form af antielectrons, kaldet deles i mindre bestanddele. Kan deles i mindre bestanddele er født i naturlige radioaktive processer, fx forfald af kalium-40. Dette betyder, at konventionelle banan (indeholder kalium) udsender en positron hver 75 minutter. Han så tilintetgøre med elektroner i sagen, der producerer lys. Medicinske anvendelser, som PET scannere, også producere antistof i den samme proces.

De Grundlæggende byggesten af stof består af atomer er de elementære partikler — kvarkerne og leptons. Der er seks typer af kvarker: top, bund, mærkelige, charmed, sande og smukke. Tilsvarende er der seks leptons: electron, muon, Tau og tre neutrinoer. Der er også antistof kopier af disse tolv partikler, der kun adskiller sig fra hinanden i deres afgift.

Partikler af antistof, i princippet bør være en perfekt spejling af deres normale ledsagere. Men forsøg viser, at dette ikke altid er tilfældet. Tag, for eksempel, de partikler kendt som mesons, der består af en kvark og en antiquark. Neutral mesons har en fantastisk funktion: de spontant kan blive til sin anti-meson, og Vice versa. I denne proces, quark bliver en antiquark antiquark eller quark bliver til. Men eksperimenter har vist, at det kan forekomme mere hyppigt i den ene retning end i den anden — som et resultat, at sagen bliver større over tid end antistof.

Tredje gang er charmen

Blandt de partikler, der indeholder kvarker, sådan asymmetri blev kun fundet i mærkelige og smukke kvarker — og disse opdagelser var ekstremt vigtigt. Den første observation af den asymmetri, der involverer mærkelige partikler i 1964 gav teoretikere til at forudsige eksistensen af seks kvarker — på et tidspunkt, hvor det blev kendt, at der kun er tre. Åbningen af den smukke asymmetri af partikler i 2001 var den endelige bekræftelse af den mekanisme, der førte til, at billedet af seks kvarker. Både opdagelsen førte til Nobelprisen.

Og de mærkelige og smukke kvarkerne bærer en negativ elektrisk ladning. Kun positivt ladede quark, som i teorien burde være i stand til at danne partikler, der kan udstille den asymmetri af stof og antistof er fortryllet. Teorien antyder, at han gør sin virkning bør være ubetydelig, og svært at finde.

Men LHCb eksperiment ved Large hadron Collider var i stand til at overholde denne asymmetri i partikler kaldet D-mesons, som er sammensat af charmeret kvarker — for første gang. Dette blev gjort muligt takket være en hidtil uset række af charmeret partikler, der produceres i kollisioner ved LHC. Resultatet viser, at sandsynligheden for, at et statistisk udsving er 50 milliarder.

Hvis denne asymmetri opstår ikke fra den samme mekanisme, der fører til den mærkelige og smukke asymmetri af kvarker, der er en plads til nye kilder af asymmetri sag-anti-stof, som kan tilføje til summen af denne asymmetri i Universet. Og dette er vigtigt, da flere berømte tilfælde af asymmetri kan ikke forklare, hvorfor Universet er så meget stof. Indre åbning med charmeret kvarker er ikke nok til at fylde dette problem, men det er en vigtig brik i puslespillet i forståelsen af samspillet mellem fundamentale partikler.

Næste skridt

Denne åbning vil blive efterfulgt af et stigende antal af teoretiske værker, som kan hjælpe i fortolkningen af resultatet. Men hvad vigtigere er, vil det identificere yderligere tests til bedre at forstå vores start — og nogle af disse forsøg, der allerede er udført.

I det kommende årti opgraderet LHCb eksperiment vil øge følsomheden af sådanne målinger. Det vil blive suppleret med Belle II eksperiment i Japan, som kun begynder at arbejde.

Antistof er grundlag for flere andre eksperimenter. Hele, hvor anti-atomer, der produceres ved Antiproton decelerator af CERN, og de giver en række eksperimenter for at udføre præcise målinger. AMS-2 eksperiment om Bord på den Internationale rumstation, der er i søgning af antistof af kosmisk oprindelse. En række af de nuværende og fremtidige eksperimenter vil blive afsat til spørgsmålet om, hvorvidt den ulige fordeling af stof-antistof blandt neutrinoer.

Mens vi stadigkan ikke helt optrævle mysteriet om den ulige fordeling af stof og antistof, vores nyeste opdagelse åbnede døren til en æra af præcise målinger, der kan afdække endnu ukendte fænomener. Der er al mulig grund til at tro, at en dag fysik vil være i stand til at forklare, hvorfor vi er her.

Kender Du hvorfor? Hvis du kender, så fortæl os det .

Anbefalet

Hvad er den fire-dimensionale rum?

Hvad er den fire-dimensionale rum?

Modellering kamera bevægelse i fire-dimensionelle rum. Se verden på forskellige dimensioner ændrer den måde, vi opfatter alt omkring, herunder tid og rum. Tænk på forskellen mellem de to dimensioner, og tre dimensioner er let, men hvad med den fjerde...

15 af de bedste citater af albert Einstein om videnskab og liv

15 af de bedste citater af albert Einstein om videnskab og liv

albert Einstein var synonymt med ordet «Geni». Ja, med store bogstaver. Ikke underligt, at de siger, at en talentfuld person, der er dygtig i alt. Genius kan også kaldes et talent, fordi det er en unik funktion af en person for at være inte...

Astronomer har opdaget virkningerne af de ældste blinker i det observerbare Univers

Astronomer har opdaget virkningerne af de ældste blinker i det observerbare Univers

Efterglød SGRB181123B, der er optaget af Gemini North-teleskop. Efterglød, der er markeret med en cirkel. Astronomer optaget efterglød af de svage og hurtig burst fundet i en afstand af 10 milliarder lysår fra Jorden. Dette efterglød er så langt væk,...

Bemærkninger (0)

Denne artikel har ingen kommentarer, vær den første!

Tilføj kommentar

Relateret Nyt

Kinesisk politi begyndte at træne en klonede hund

Kinesisk politi begyndte at træne en klonede hund

I 2018, er det Kinesiske selskab Sinogene Bioteknologi klonede 7 år gamle hund Huachana, der år tidligere modtaget priser fra Ministeriet for offentlig sikkerhed i KINA for hans bidrag til løsning af mord. Det forventes, at dens k...

Husk, at forskerne viste uret tilbage? Så, det var ikke

Husk, at forskerne viste uret tilbage? Så, det var ikke

Hvis du tror på alt hvad du læser på Internettet (herunder os), quantum fysikere, lykønskes. Lyder cool: forskere (og russiske) . Direkte Tilbage til fremtiden. Det hele startede med en artikel i den Videnskabelige Rapporter med d...

Edderkoppespind er foreslået, at der bruges som en muskel robotter

Edderkoppespind er foreslået, at der bruges som en muskel robotter

edderkoppespind, der allerede er kendt som en af de mest holdbare materialer med deres vægt, har en anden usædvanlig ejendom, der kan føre til fremkomsten af nye typer af kunstige muskler eller robot aktuatorer, fandt forskerne. E...

SpaceX første lanceret et bemandet rumfartøj Besætning Drage til ISS

SpaceX første lanceret et bemandet rumfartøj Besætning Drage til ISS

her er hvad der ventede mig i mange år, og der blev udskudt i løbet af gentagne overførsler: lanceringen fra SpaceX. Lige fra launch pad LC-39A space center. Kennedy i Florida (og derfra fløj Apollo og space Shuttle) fløj Falcon 9...

Freaky DNA fra de otte bogstaver kunne tilhøre udlændinge

Freaky DNA fra de otte bogstaver kunne tilhøre udlændinge

Traditionelle består af fire basepar, A, C, G og T. Men for nylig etableret genetiske system Pakket otte — dobbelt så mange som normalt findes i selvreplikerende molekyler. Det nye system fik navnet "Hetemaj", og hvad der er mest ...

13-årige Jackson Oswalt blev den yngste person til at bygge en fusionsreaktor

13-årige Jackson Oswalt blev den yngste person til at bygge en fusionsreaktor

I den videnskabelige verden, at der er en ny udfordrer til titlen unge atomfysiker, har opnået en termonuklear fusion reaktion. Det er en 13-årig dreng ved navn Jackson Oswalt, der bor i Tennessee (). Mens hans jævnaldrende, hvilk...

Fysik af udenjordisk liv: udlændinge skal være magen til jordboerne

Fysik af udenjordisk liv: udlændinge skal være magen til jordboerne

Ved slutningen af dette århundrede, siger astrofysiker, Martin Rees, vi er nødt til at besvare de spørgsmål, vi lever i et multivers eller ej, og hvordan de forskellige love i de enkelte universer. Svaret på dette spørgsmål, i hen...

Universet har næsten ingen antistof. Hvorfor?

Universet har næsten ingen antistof. Hvorfor?

Når vi ser på Universet, alle dens planeter og stjerner, galakser og klynger, gas -, støv -, plasma -, ser vi overalt den samme signatur. Vi kan se en linje af atomic absorption og emission, ser vi, at sagen i et samspil med andre...

NASA har lavet stamceller

NASA har lavet stamceller "usynlige" for immunforsvaret

Forskere fra University of California i San Francisco, der anvendes et system af gen redigering CRISPR-Cas9 at skabe den første pluripotente stamceller, som er funktionelt "usynlige" for immunforsvaret. Denne begivenhed er den bio...

Er det muligt at lære i din søvn? Det er muligt,

Er det muligt at lære i din søvn? Det er muligt,

af kronisk søvnløshed hjælpe lydbøger, podcasts, og sovepiller. Hvis du indlæse bøger om hele natten, og de vil gradvist at trænge ind i drømme. Og det sjove er, nogle gange kan du selv huske, hvad han hørte i morgen. Forskere har...

Hvad

Hvad "superkræfter" besidder mennesker?

før vi diskutere, hvorfor folk kan lide sig selv, tror på dem. Superhelte i vore dage overalt: tv-shows, film, spil. Der er endnu toy versioner af superhelte — hvem har ikke spillet med disse "mennesker-edderkopper" lavet af plast...

Jorden unik, er liv på andre planeter hurtigt døde

Jorden unik, er liv på andre planeter hurtigt døde

"Gåden om, hvorfor vi har ikke fundet nogen tegn på udlændinge, måske ikke så meget, der er forbundet med sandsynligheden for fremkomsten af liv eller intelligens, men med den ekstremt hurtige fremkomsten af de biologiske reguleri...

Nobelpristageren tabt præmier på grund af racistiske bemærkninger

Nobelpristageren tabt præmier på grund af racistiske bemærkninger

I 1962, Amerikansk biolog James Watson vandt Nobelprisen i fysiologi eller medicin for opdagelsen af strukturen af molekylet . I hele min karriere 90-årige forsker nødt til at give en masse skandale, interviews, hvor han talte om ...

SpaceX vil afskedige 10% af medarbejderne til at fokusere på, hvad der er vigtigt

SpaceX vil afskedige 10% af medarbejderne til at fokusere på, hvad der er vigtigt

Flyfabrikanten privat rum, transport, der vil tage os den ene dag til Mars, reducerer 10% af arbejdsstyrken, næsten umiddelbart efter den første vellykkede raket til en satellit operatør Iridium. De nyheder, der først blev udgivet...

For hele tiden, at forskerne har tydet på mindst 1% af data fra Large Hadron Collider

For hele tiden, at forskerne har tydet på mindst 1% af data fra Large Hadron Collider

the Large Hadron Collider — er en af de mest fantastiske opfindelser af menneskeheden, der er ansvarlig for opdagelsen af talrige subatomare partikler, herunder den flygtige Higgs boson. Og for nylig, at nye data antyder på ...

For hele tiden, at forskerne har tydet på mindst 1% af data fra Large Hadron Collider

For hele tiden, at forskerne har tydet på mindst 1% af data fra Large Hadron Collider

the Large Hadron Collider — er en af de mest fantastiske opfindelser af menneskeheden, der er ansvarlig for opdagelsen af talrige subatomare partikler, herunder den flygtige Higgs boson. Og for nylig, at nye data antyder på ...

Den nye model af Universet forklare mørk energi

Den nye model af Universet forklare mørk energi

Forskere fra Uppsala Universitet i Sverige har foreslået en ny model af Universet, der er i stand, efter deres mening, til at løse mysteriet om mørk energi, som ifølge mange teoretiske fysikere, der er ansvarlig for en udvidelse a...

Amøbe fundet i løsningen af komplekse matematiske problemer hurtigere end en computer

Amøbe fundet i løsningen af komplekse matematiske problemer hurtigere end en computer

den Amøbe — det er en simpel skabning, vi går i skole på en af de første lektioner af biologi. Næppe nogen mener, at den amøbe af højt intelligente personer, fordi hun ikke har et nervesystem i den sædvanlige forstand. Men e...

Hvad de kan forvente fra videnskab i 2019?

Hvad de kan forvente fra videnskab i 2019?

for at Forudsige fremtiden på — er ikke nemt. Dette er dedikeret til hele disciplin. Uddannet forecasters stole på data til at søge tendenser, observere folks adfærd, der forsøger at gætte, hvad der vil ske næste. Dette er især sa...

Forskere har opnået superledning på rekordhøje temperaturer

Forskere har opnået superledning på rekordhøje temperaturer

fra skolens undervisning i fysik vi ved, at en elektrisk strøm, der løber gennem en dirigent mødes med modstand. På grund af dette, en masse energi, der er brugt til noget, men i 1911, forskere har bemærket en underlig funktion af...