Η υπεροχή της ύλης έναντι της αντιύλης στο ορατό σύμπαν αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα άλυτα μυστήρια της φυσικής. Νέα στοιχεία που θα βοήθησουν στην κατανόηση αυτού του μυστηρίου προέκυψαν από πρόσφατα πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.
Στο πείραμα LHCb, ένα από τα επτά που διεξάγονται στο Μεγάλο Επιταχυντή, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η διάσπαση σωματιδίων, γνωστών ως μεσόνια Bs, να καταλήγει σε σωματίδια ύλης (καόνια) με μεγαλύτερη συχνότητα από ότι στα αντιυλικά «δίδυμά» τους. Ωστόσο η διαφορά δεν είναι τόσο μεγάλη ώστε να εξηγεί τη συντριπτική υπεροχή της ύλης στο σύμπαν.
Κάθε σωματίδιο που γνωρίζουμε έχει ένα αντιυλικό «δίδυμο», πανομοιότυπο από κάθε άποψη εκτός του ότι διαθέτει αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα τα αντισωμάτια του ηλεκτρονίου και του πρωτονίου είναι το ποζιτρόνιο και το αντιπρωτόνιο αντίστοιχα.
Σύμφωνα με την ισχύουσα θεωρία, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Όμως όταν η ύλη (πρωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια κ.ο.κ) συναντά την αντιύλη (αντιπρωτόνια, ποζιτρόνια, αντινετρόνια) τότε αλληλοεξουδετερώνονται και το μόνο που απομένει είναι ένα πλήθος φωτονίων. Αυτό σημαίνει ότι κάποιοι φυσικοί νόμοι είχαν διαφορετική επιρροή πάνω στην ύλη από ότι στην αντιύλη, προκειμένου να υπάρξει πλεόνασμα ύλης και να σχηματιστεί το σύμπαν όπως το ξέρουμε.
CERN
Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η διάσπαση σωματιδίων, γνωστών ως μεσόνια Bs, να καταλήγει σε σωματίδια ύλης (καόνια) με μεγαλύτερη συχνότητα από ότι στα αντιυλικά «δίδυμά» τους.
Το φαινόμενο της λεγόμενης βαρυονικής ασυμμετρίας δεν εξηγείται ούτε από το κλασσικό μοντέλο σωματιδιακής φυσικής, ούτε από τη γενική θεωρία σχετικότητας. Πλήθος ανταγωνιστικών υποθέσεων προσπαθούν να δώσουν μία ικανοποιητική εξήγηση αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν υπάρξει αποδείξεις να τις υποστηρίξουν. Το πείραμα LHCb αναζητά την απάντηση στα σωματίδια που παράγονται όταν πρωτόνια συγκρούονται βίαια μεταξύ τους.
Προηγούμενα πειράματα στο LHCb είχαν υποδείξει υποψίες πλεονασμού ύλης σε συνδυασμούς των θεμελιωδών σωματιδίων κουαρκς. Σε πειράματα άλλων εργαστηρίων είχαν βρεθεί παρόμοια πλεονάσματα σε δύο τύπους μεσονίων χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Το τωρινό πείραμα επικεντρώθηκε στην παρατήρηση των μεσονίων Bs και στο πώς αυτά διασπώνται σε καόνια ή αντικαόνια.
«Αν κάποιο μεσόνιο διασπάται πιο συχνά σε μία από τις δύο τελικές καταστάσεις, τότε αυτό δείχνει μια θεμελιώδη διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης», δήλωσε ο Κρις Παρκς του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ, εκπρόσωπος του LHCb. «Ακριβώς αυτό έχουμε παρατηρήσει να συμβαίνει σε ποσοστό 25%», πρόσθεσε.
Τα ευρήματα είναι ενθαρρυντικά αλλά το πλεόνασμα που παρατηρείται δεν αρκεί για να αποτελέσει εξήγηση της βαρυονικής ασυμμετρίας. Σύμφωνα με τον Παρκς, η επιστημονική ομάδα θα χρειαστεί να σκεφτεί νέες προσεγγίσεις για τα επόμενα πειράματα, αλλά τα αποτελέσματα δείχνουν πως βρίσκονται στο σωστό δρόμο.
