Bilim insanları atomaltı parçacıkların maddeyle anti-madde arasında hızla değişebildiğini keşfetti.
Çığır açan bu keşif, tılsım mezonlarının izlenmesiyle yapıldı. Bir kuark (temel parçacıklar ve maddenin ana bloğu) ve bir anti-quark içeren atomaltı parçacıklara tılsım mezonu ismi veriliyor.
Her parçacığın kütle, yaşam süresi ve dönüşü açısından kendisiyle aynı olan, ancak elektrik yükü de dahil olmak üzere zıt bir fiziksel yüke sahip anti-parçacığı vardır. Bir kuark kütlesi hadron olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturur. Hadronların en kararlı olanları atomlarda bulunan proton ve nötronlardır.
The Independent'ta yer alan habere göre, kuantum fiziğinde tıpkı ışığın hem dalga hem parçacık olarak hareket edebilmesi gibi bir tılsım mezonu da aynı anda hem parçacık hem de anti-parçacık olabilir. Bu durum kuantum süperpozisyonu olarak biliniyor ve daha hafif bir parçacık ve ağır bir parçacıkla sonuçlanıyor. Bilim insanları bu atomaltı parçacıkların kendi durumlarının bir karışımı olarak seyahat edebileceğini biliyordu. Şimdi ise tılsım mezonunun bu hafif ve ağır versiyonlar arasında salınabildiği keşfedildi.
Kütledeki bu fark inanılmaz derecede küçük: Sadece 0,000000000000000000000000000000000001 gram (veya 1x10-38g). Bu kadar hassas bir ölçüm, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı kullanılarak yapılan deneylerdeki gibi ancak birçok gözlem sonucu mümkün oluyor.
Şimdiye kadar tılsım mezonu gibi davrandığı görülen tek parçacık, 2006'da bulunan garip-güzellik mezonu. Oxford Üniversitesi'nden Profesör Guy Wilkinson "Tılsım mezonu parçacığındaki bu salınımı bu kadar etkileyici yapan şey, güzellik mezonlarının aksine salınımın çok yavaş olması ve bu nedenle mezonun bozunması için gereken süre içinde ölçülmesinin son derece zor olmasıdır" dedi.
"Bu sonuç salınımların, parçacıkların büyük çoğunluğunun salınım şansı bulamadan bozunacağı kadar yavaş gerçekleştiğini gösteriyor. Fakat (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneyi) bu kadar veri topladığı için bunu bir keşif olarak doğrulayabiliyoruz."
Sadece birkaç milimetre hareket eden iki protonun çarpışması bilim insanlarına parçacıktan anti-parçacığa geçişin hızını kontrol eden anahtar niceliği, yani kütle farkını ölçme fırsatı veriyor.
Bilim insanları şu anda salınım sürecinin kendisini anlamaya ve maddeyle anti-maddenin neden asimetrik olduğu gizemini çözmeye hevesli. Büyük Patlama'nın eşit miktarlarda madde ve anti-madde üretmiş olması gerekirdi fakat henüz anlaşılmayan nedenlerle bunun gerçekleşmediği açık.
Zayıf, güçlü ve elektromanyetik kuvvetleri tanımlayan Standart Model'de henüz yer almayan, bilinmeyen parçacıkların bu tür geçişlere neden olması bunun sebebi olabilir.
Standart Model yerçekimi dışında evrendeki 4 temel kuvvetten üçünü kapsıyor ve bilinen tüm temel parçacıkları sınıflandırması gerekiyor.
Nötr Tılsım-Mezon Özdurumları Arasındaki Kütle Farkının Gözlemlenmesi başlıklı çalışma henüz ön baskıda erişilebilir durumda ve Physical Review Letters dergisine gönderildi.
