Gjennombrudd om verdens opprinnelse

Partikkelfysikere i USA har talt partikler fra materie og antimaterie i flere år. Tallene de sitter igjen med peker mot forklaringa på et av Universets største forsvinningsnumre.

Teoriene for Universets oppbygning sier at verdensrommet burde være fullt av antimaterie, et slags speilbilde eller vrengebilde av stoffet verden er bygd av. Men hvor? Bortsett fra én og annen antipartikkel som skapes av kosmisk stråling, har ingen sett så mye som snurten av mengdene med antimaterie.

Nå kan amerikanske forskere imidlertid være på sporet av løsninga på mysteriet. Det ser nemlig ut til at antipartiklene skiller seg en smule fra vanlige partikler, og en slik forskjell kan forklare hvorfor antimaterien mangler i dagens univers.

Kommer sammen

Materien, stoffet som verden er bygd opp av, er egentlig laget av energi. Men når partikler lages av energi, dukker de alltid opp to og to. De to partiklene i et slikt par er et slags speilbilde av hverandre.

Den ene er lagd av vanlig materie - byggesteinene som menneskene, planeten og galaksen er bygd opp av. Den andre er laget av antimaterie - som er klin likt vanlig stoff, bare med motsatt fortegn.

Antimaterien er en slags vrengebilde eller motsats av materialene vår verden er bygd opp av. Hvis de to stofftypene kommer i kontakt med hverandre, smelter de øyeblikkelig sammen og opphever hverandre i et blaff av energi.

Hvor er antimaterien?

Siden partikler og antipartikler alltid skapes sammen, skal det i teorien finnes like mye antimaterie som materie. Mye tyder imidlertid på at Universet består av bare materie. Så hvor har antipartiklene gjort av seg?

Forskerne tror det er en liten forskjell på materie og antimaterie, og at det derfor ble lagd bitte litt flere partikler enn antipartikler. Når haugen av materie og antimaterie som var skapt smeltet sammen igjen og ble til energi, ble det bitte lille overskuddet av vanlig materie værende igjen. Stjernene og galaksene vi kjenner i dag, er lagd av denne ubetydelige resten som ble igjen da alle de andre partiklene hadde forduftet.

Og nå har forskere ved Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) funnet tegn som tyder på at mistanken stemmer. Selv om antipartiklene og partiklene i prinsippet skulle være perfekte speilbilder av hverandre, er de nemlig litt forskjellige.


 

Ulike tall

Forskerne har krasjet sammen mer enn 200 millioner par av partikler og antipartikler i PEP-II-akseleratoren ved SLAC. Ut av den voldsomme kollisjonsenergien popper et nytt par med partikler som kalles B-mesoner og anti-B-mesoner. Disse brytes igjen fort ned til andre partikler. Men ikke alltid på samme måte.

- Vi fant 910 eksempler på at B-mesonet ble til et kaon og et pion. Men bare 696 slike eksempler for anti-B-mesonet, forklarer Marcello Giorgi fra Pisa University og INFN.

Og det peker i retning av at speilbildene tross alt ikke er helt like. Hvis det ikke var noen forskjell mellom materie og antimaterie, ville resultatet ha vært nøyaktig det samme for begge to, påpeker Giorgi.

- Vi skjønner fremdeles ikke helt hvordan vårt materiedominerte univers har utviklet seg. Men disse nye resultatene, og andre eksperimenter rundt omkring i verden, har økt forståelsen på feltet betraktelig, sier professor Ian Halliday fra Particle Physics and Astronomy Research Council, som finansierer Storbritannias deltagelse i eksperimentet.

Referanse:

Resultatene ble publisert i nettutgaven av Physical Review Letters den 30. juli 2004.

Lenker:

Physical Review Letters
Stanford Linear Accelerator Center

Powered by Labrador CMS