11 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor CP-schending

Heeft LHCb toch een CP schending waargenomen?

15 november 2011 Door Reageer

Metingen met de LHCb aan het verval van D-mesonen

Oei oei oei, zo’n titel is natuurlijk vragen om moeilijkheden. ‘Heeft LHCb toch een CP schending waargenomen?‘, wazzdannouweer? En moeten we daar wakker van liggen? Om met dat laatste te beginnen: nee, vooral niet doen, lekker doorpitten. De LHCb is één van de vier grote detectoren die verbonden is aan ‘s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) van het Europese instituut CERN bij Genève. De bekendste detectoren zijn ATLAS en CMS, waar de botsingen tussen protonen worden waargenomen, in de hoop het Higgs boson en supersymmetrie te ontdekken. Bij de kleinere en minder bekende detector LHCb bekijken ze geen protonen, maar zwaardere mesonen, zoals B- en D-mesonen. Die laatste soort kan bij botsingen via zware quark-soorten (tover en vreemd) vervallen in zogenaamde kaonen en pionen en daarbij proberen de natuurkundigen te kijken of ze CP schending zien, d.w.z. verschil bij C (‘charge’, lading) en P (pariteit). Zo’n schending zou een verklaring kunnen zijn waarom het heelal veel meer materie dan antimaterie bevat. In augustus 2011 kon men op basis van de metingen met LHCb nog verklaren dat in het verval van B-mesonen géén CP-schending werd waargenomen. Maar afgelopen maandag – gisteren dus, 14 november 2011 – werd op de eerste dag van de Hadron Collider Physics (HCP) conferentie in Parijs in een op het laatst ingevoegde presentatie door Mat Charles van het LHCb-team van een kwartiertje bekendgemaakt dat men met een zekerheid van 3,5 σ CP schending heeft waargenomen in het verval van D-mesonen! De schending bedraagt:

ΔACP = -0.82% ± 0.24%

Het opmerkelijke is dat het Standaard Model een waarde van 0 voorspelt, weergegeven door de zwarte stip in de grafiek hierboven. Als de waarnemingen van de LHCb dus juist zijn, hetgeen nog bevestigd moet worden, dan betekent dit dat voor het eerst sprake is van ‘Nieuwe Natuurkunde’, d.w.z. natuurkunde voorbij het Standaard Model. :bron: Bron: viXra + Cosmic Variance.

Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags:

D0 ziet duidelijke asymmetrie tussen materie en antimaterie

1 juli 2011 Door Reageer

Asymmetrie in het verval van muonen en antimuonen

Bij de Amerikaanse Tevatron deeltjesversneller van Fermilab knallen ze voortdurend protonen en antiprotonen tegen elkaar, hetgeen eerst B-mesonen en vervolgens muonen en antimuonen oplevert – een zwaar soort (anti-) electronen -allemaal vormen van materie en antimaterie. In de figuur hieronder zie je twee manieren waarop het verval van een B-meson in ‘dimuonen’ kan plaatsvinden. De natuur schijnt zo te kunnen solliciteren bij de Commissie Gelijke Behandeling, want in principe zou alles symmetrisch moeten verlopen1 en zou het resultaat van die botsingen ook weer materie en antimaterie in gelijke hoeveelheden moeten zijn, beiden 50%. Maar wat bleek vorig jaar mei:  dat in plaats van de verwachtte 50% muonen (μ) en 50% antimuonen (-μ) men 50,5% muonen en 49,5% antimuonen kreeg, 1% verschil. Dat verschil komt door de zogenaamde neutrale B-mesonen, waar je een ‘gewone’ en een ‘antigewone’ variant van hebt. In de dierenwereld heb je van die dieren die soms mannetje en soms vrouwtje zijn en da’s met die neutrale B-mesonen ook het geval: miljarden keren per seconde oscilleren ze tussen gewoon en antigewoon. Wat blijkt nu: de neutrale B-mesonen gaan liever van antigewoon naar gewoon dan andersom. Die waarnemingen werden gedaan met de D0 detector van de Tevatron en de statistische betrouwbaarheid van de waarnemingen was toen 3,2σ, d.w.z. dat er een kans van 0,07 was dat de waarnemingen onjuist waren. Nu zijn we ruim een jaar verder en deze week werd bekendgemaakt dat D0 op grond van nóg meer waarnemingen aan botsingen opnieuw de asymmetrie zag, het gele gebied in de afbeelding links. Statistische betrouwbaarheid dit keer: 3,9σ, hetgeen neerkomt op een kans van 0,005 dat ‘t onzin is. Wetenschappelijk nog geen bewijs, want daar is 5σ voor nodig – lees: minder dan 0,00005% onzekerheid – maar ze zijn op de goede weg.

Twee voorbeelden van dimuon verval

Wat ook wel handig zou zijn voor de bewijsvoering: als een andere detector het zou zien. Dat zou de CDF kunnen zijn, een andere detector die verbonden is aan de Tevatron. Maar de relatie tussen D0 en CDF is behoorlijk bekoeld, voor zover dat mogelijk is tussen apparaten, sinds D0 de waarneming van CDF van een Wjj hobbel in de prullebak deed, dus het zou best kunnen dat CDF als pesterijtje de asymmetrie in het dimuon-verval niet ziet. Als de asymmetrie wel echt is, hetgeen ook bevestigd kan worden door de Large Hadron Collider (LHC) in Europa, dan zit het Standaard Model (SM) van de natuurkunde met een probleem. In de afbeelding zie je een stip met SM erbij. Dát is de waarde die SM voorspelt. Het gele gebied ligt er volledig buiten. Ergo: er is nieuwe natuurkunde buiten SM noodzakelijk! :bron: Bron: Résonaances.

Noot:
  1. Nou ja, zo principieel symmetrisch is de natuur nou ook weer niet. Alles om ons heen is gewone materie, alle planeten en sterren bestaan uit materie. Botst dat met antimaterie dan is annihilatie – vernietiging – het gevolg. Gelukkig maar dat we dus geen antimaterie om ons heen hebben. Oorsprong van deze overduidelijke dominantie van materie boven antimaterie ligt in de oerknal, waarmee 13,7 miljard jaar geleden het heelal ontstond. [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

Ziet D0 natuurkunde buiten het Standaard Model?

18 mei 2010 Door 2 Reacties

Resultaten van DO

In het zogenaamde D0 (DZero) experiment van Fermilab’s Tevatron deeltjesversneller hebben wetenschappers sterke aanwijzingen gevonden voor een natuurkundig verschijnsel dat niet kan worden verklaard door het Standaard Model, hét model dat de elementaire deeltjes en de krachten ertussen verklaard. Het draait in de experimenten om de vraag waarom het heelal meer materie bevat dan antimaterie. Er is meer materie dan antimaterie en da’s maar goed ook, want stop beiden bij elkaar en ze annihileren elkaar tot licht, tot losse fotonen. Dat CP-schending plaatsvindt, zoals natuurkundigen de asymmetrie tussen materie en antimaterie noemen, was al lang bekend in sommige zeldzame reacties met neutrale K-mesonen. Maar dat was nooit genoeg om het totale waargenomen verschil te verklaren. De resultaten van D0 zijn van echter een andere orde. D0 schiet protonen en antiprotonen tegen elkaar, hetgeen eerst B-mesonen en vervolgens muonen en antimuonen oplevert, een zwaar soort electronen. Je zou 50% muonen (μ) en 50% antimuonen (-μ) verwachten. Maar wat blijkt: D0 kreeg 50,5% muonen en 49,5% antimuonen, 1% verschil. Dat verschil komt door de zogenaamde neutrale B-mesonen, waar je een ‘gewone’ en een ‘antigewone’ variant van hebt. In de dierenwereld heb je van die dieren die soms mannetje en soms vrouwtje zijn en da’s met die neutrale B-mesonen ook het geval: miljarden keren per seconde oscilleren ze tussen gewoon en antigewoon. Wat blijkt nu: de neutrale B-mesonen gaan liever van antigewoon naar gewoon dan andersom. Het waargenomen effect is wel 50 keer groter dan wat het Standaard Model voorspelt (in de afbeelding: het SM-lijntje is de voorspelling, de twee plusjes zijn de waarnemingen).  De door D0 waargenomen asymmetrie heeft een standaardafwijking van maar liefst 3,2σ en da’s erg nauwkeurig. Theoretici denken dat er wellicht onbekende elementaire deeltjes of natuurkrachten zijn die verantwoordelijk zijn voor de asymmetrie. Wordt vervolgd! Bron: o.a. A Quantum Diaries Survivor.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , , ,

Switch to our mobile site