Til hver eneste partikkel hører en antipartikkel. Ganske tidlig i universets historie oppsto det like mye antimaterie som materie, men antimaterien forsvant raskt, slik at universet i dag består av materie.

Det er et av fysikkens mysterier: Hvorfor ser naturen ut til å foretrekke materie framfor antimaterie?

Nå er svaret kommet litt nærmere. Fysikere fra det europeiske forskningssenteret CERN har oppdaget at noen subatomære partikler – sære B-mesoner – litt oftere henfaller til materie enn til antimaterie.

Resultatet blir beskrevet i en vitenskapelig artikkel som blir publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.

Den lille forskjellen er viktig

Antimateriepartikler er som vanlige partikler, bare med motsatt ladning. Man kan si at antimaterie er et speilbilde av materie.

Men da burde materie og antimaterie også oppføre seg på samme måte, og det burde være like mye materie som antimaterie i universet. Eller rettere sagt: Det burde egentlig ikke være noe som helst i universet, for når materie og antimaterie møtes, forsvinner begge deler, og det blir bare energi i form av stråling tilbake.

Men åpenbart finnes det en subtil forskjell. Og det er en slik forskjell fysikerne nå har målt. Et symmetri-brudd, som de kaller det.

Partikler foretrekker å bli til materie

Et sært B-meson består av en bottom-antikvark og en strange-kvark, og forskerne har brukt den store partikkelakseleratoren LHC til å skape disse partiklene, og antipartiklene deres. Deretter har de målt nedbrytingen i detektoren LHCb.

Målingene viser at partiklene heller vil henfalle til materie enn antimaterie. Samme fenomen er tidligere blitt observert for tre andre partikler, som også er mesoner, betegnelsen for partikler som består av en kvark og en antikvark.

Den svake kjernekraften hjelper til

Det er den svake kjernekraften som under bestemte omstendigheter gjør at det dannes mer materie enn antimaterie. Fysiker Niels Madsen, som er førsteamanuensis ved Swansea University i Storbritannia, og som har arbeidet ved CERN i en årrekke, forklarer:

– LHCb utfører presisjonsmålinger av den svake kjernekraften ved å se på B-mesoner. Det generelle inntrykket er at det er den svake kjernekraften som «ikke følger teorien».

En ny teori er nødvendig

Den nye oppdagelsen kan imidlertid ikke forklare hvorfor vi i dag er omgitt av materie.

– Den preferansen er i overensstemmelse med den nåværende versjonen av standardmodellen. Og den er ikke stor nok til å forklare den totale mangelen på antimaterie i universet, forklarer Madsen.

Resultatet var ikke noen overraskelse, for det passer godt med standardmodellen for elementærpartikler og vekselvirkningene mellom dem. Men forskerne håper at de ved å analysere de nye dataene kan komme på sporet av en ny teori for alt.

– LHCbs arbeid er utrolig viktig for å finne løsninger på problemene i standardmodellen, sier Madsen. – Det er her man har den største sjansen for å finne ny fysikk.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.