Boson HiggsÎn Univers antimateria este extrem de rară; acesta este un mister care are nevoie de o explicaţie, ţinând cont de faptul că oamenii de ştiinţă cred că imediat după Big Bang materia şi antimateria au fost generate în cantităţi egale. Unde a dispărut antimateria? Are această dispariţie vreo legătură cu bosonul Higgs, recent descoperit la marele accelerator LHC de la Geneva? Noi măsurători care vor fi efectuate la LHC începând  din acest an  vor studia această interesantă ipoteză.

 



Ce anume este antimateria? Cea care, de exemplu, reprezintă un adevărat pericol în cartea „Îngeri şi Demoni” a lui Dan Brown. Antimateria este analogul materiei, fiind însă alcătuită din antiparticule. Acestea la rândul lor sunt asemănătoare particulelor, însă au sarcina electrică opusă. Antiparticula electronului de exemplu, antielectronul (numit şi pozitron) are aceeaşi masă ca electronul, însă sarcina electrică pozitivă. În momentul în care particulele (materia) se întâlnesc cu antiparticulele (antimateria) are loc aşa-numitul fenomen de anihilare – în care întreaga energie a sistemului (inclusiv masa) se transformă mai întâi într-o „minge de foc”, care în starea finală dă naştere fotonilor sau unor alte particule şi antiparticule.

 

 

Se crede că în momentul Big Bangului, când Universul nostru a luat naştere, cantitatea de materie produsă era egală cu cea a antimateriei. Unde a dispărut atunci antimateria? La ora actuală nu există dovezi ale existenţei antimateriei în cantităţi consistente; pe Pământ avem antimaterie generată ori la acceleratoarele de particule (în cantităţi infime) ori în urma interacţiunilor razelor cosmice cu atomii din atmosfera terestră.

Dacă antimateria nu ar fi dispărut este foarte probabil că nici noi să nu fi existat la ora actuală; un Univers cu cantităţi egale de materie şi antimaterie nu ar putea duce la apariţia galaxiilor, a planetelor şi a vieţii.

Ceva deci s-a întâmplat cu antimateria – un fenomen care a „ucis-o”, lăsând în viaţă doar materia.

Avem dovezi cum că legile valabile în lumea materiei nu sunt identice cu cele din lumea antimateriei – există o asimetrie (numită CP violation) care se crede a dus la dispariţia antimateriei.

Primele dovezi experimentale ale acestui interesant fenomen au fost obţinute acum 50 de ani; ulterior multe alte experimente au confirmat, studiind diferenţa între comportamentul unor anumite particule şi ale antiparticulelor corespunzătoare, acest fenomen.

Care să fie însă cauza acestei asimetrii?

O posibile explicaţie ar fi legată de bosonul Higgs recent descoperit la CERN în cadrul proiectelor de cercetare ATLAS şi CMS. Bosonul Higgs este dovada mecanismului (mecanismul Higgs) care dă masă particulelor din cadrul  modelului standard.

Un grup de cercetători a propus un studiu dedicat dezintegrării bosonului Higgs în două particule numite „tau” (particule înfrăţite cu electronii, însă având o masă mult mai mare) şi două jeturi de alte particule. Studiind unghiul dintre cele două jeturi de particule va fi posibil să aflăm, susţin cei care au propus această măsurătoare (Matthew Dolan at al., Phys. Rev. D, octombrie 2014) dacă bosonul Higgs este implicat în dispariţia antimateriei.

Când anume va fi efectuat experimentul?

Curând, ţinând cont că LHC va reporni în lunile următoare, după doi ani în care au fost efectuate o serie de îmbunătăţiri. La repornire LHC va funcţiona la o energie a fasciculelor de protoni care se ciocnesc de circa două ori mai mare decât cea care a permis descoperirea bosonului Higgs. Experimentul pentru studiul amintit anterior va fi efectuat de către proiectul colaborativ CMS.

Evident, proiectele de cercetare de la LHC au multe alte obiective pe lângă cel de a descoperi dacă bosonul Higgs este implicat în dispariţia antimateriei. Printre acestea la loc de cinste se număra vânătoarea de noi particule – aşa numitele particule supersimetrice – care ar putea explica misterul materiei întunecate.

Bosonul Higgs ar putea deci explica nu doar originea masei particulelor modelului standard (inclusiv cea a particulelor care compun atomii din care suntem alcătuiţi), dar şi dispariţia antimateriei din Univers.

Iată mai jos înregistrarea unei conferinţe susţinute de Cătălina Curceanu, în limba italiană, pe 21.01.2015

Scris de: Cătălina Curceanu
Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.