Még mindig nincs teljes magyarázat az anyag dominanciájára

Újabb lépést tettek az LHC (Nagy Hadronütköztető) kutatói az univerzum anyag-antianyag arányának megértése felé vezető úton.

Az LHCb kísérlet első alkalommal észlelte az úgynevezett Bs mezon részecskék bomlását, ami nagyobb részben alakul anyaggá, mint antianyaggá. Mindazonáltal az észlelt különbség még mindig nem elegendő az anyag dominanciájának magyarázatához.

Minden általunk ismert részecskének van egy antianyag párja, amivel az elektromos töltését leszámítva miden tekintetben megegyezik. A részben minket is felépítő elektronoknak és protonoknak a pozitronok és az antiprotonok az antianyag megfelelőik. Az univerzum születésének jelenlegi elmélete szerint kezdetben egyenlő mennyiségű anyag és antianyag termelődött. A párosítás miatt találkozásukkor azonban egy fényvillanással ki kellene oltaniuk egymást, vagyis valaminek történnie kellett. Valaminek elő kellett idéznie egy enyhe eltolódást az anyagtöbblet irányába, megteremtve az anyag jelenleg is fennálló dominanciáját.

Ennek a változásnak a körmönfont részletei után kutat az LHCb kísérlet, nyomon követve a protonok heves ütközéseikor létrejövő részecskéket. A részecskék záporában azonban - akárcsak a Higgs-bozon esetében - ha lassan is, de kezdenek kirajzolódni a nyomok. Az LHCb korábbi munkájában már akadtak az anyagtöbbletre, vagyis a tükrözési és töltésszimmetria (CP) megsértésére utaló jelek a kvarkok kombinációiban. A világ más részein folyó kísérletekben a mezonokra összpontosítottak és az elektromos töltéssel nem rendelkező négy mezon-típusból kettőnél kismértékű CP sértést figyeltek meg.

Egy harmadik típus, a D0 mezon 2011-ben ugyancsak CP sértésre utaló jeleket produkált az LHCb-ben, a legutóbbi elemzések azonban hibás észlelésre utalnak. Az új kutatás a negyedik, Bs mezont vette szemügyre. Az LHCb csapata nyomon kísérte a részecskék bomlását az úgynevezett kaon részecskék anyag vagy antianyag változatává válásáig. "Ha az egyik gyakrabban bomlik ebbe a végső állapotba, mint a másik, akkor az alapvető különbséget mutat az anyag és az antianyag között" - nyilatkozott a BBC-nek Chris Parkes, a Manchester Egyetem professzora, az LHCb brit részlegének szóvivője. "Megközelítőleg négy bomlásból egy esetben észleltük ezt a különbséget"

A különbség azonban kényelmesen belefér a jelenlegi elméletbe, azaz a Standard Modellbe, vagyis a rejtély nem oldódott meg, ismeri el Parkes professzor. "Mindazonáltal az általunk észlelt érték még összeegyeztethető a Standard Modellben foglalttal, és ez az összeg egyszerűen túl kicsi ahhoz, hogy megmagyarázza a létezésünket és azt a tényt, miszerint minden anyagból épül fel - így a rejtvény még nem ért véget" - tette hozzá.

A feladvány megoldásához más módon is meg kell vizsgálni ezeknek a részecskéknek a bomlását, újabb és újabb "bomlástermékek" után kutatva, melyek CP sértést követnek el, hogy elég bizonyítékot gyűjthessenek az antianyag kérdés lezárásához. "Az emberek a legkevésbé sem szeretnék, ha egy hosszú, részecske nevekkel teletűzdelt listát tolnánk az orruk elé - egy átfogóbb képet kell alkotnunk és úgy vélem, a mai egyfajta mérföldkő a kép eléréséhez - először láttunk valamit a Bs mezonoktól" - összegzett Parkes professzor.