Waarom is er meer materie dan antimaterie?

Sinds de ontdekking in 1932 van het positron, het anti-deeltje van het electron met een positieve electrische lading, weten we dat er naast ‘gewone’ materie ook antimaterie bestaat. Iedere soort elementaire deeltjes in de natuur heeft een antideeltje dat een aantal fysische eigenschappen hetzelfde heeft, maar ook een aantal precies tegengesteld. Tijdens de oerknal werd ongeveer evenveel materie als antimaterie gevormd. Er was echter ietsje meer materie dan antimaterie ^[1]Dat wil zeggen dat voor iedere miljard deeltje-antideeltjeparen er één deeltje extra was! Aan dat ene deeltje hebben we in feite ons bestaan te danken. en na een grootschalig annihilatieproces bleef er bijna uitsluitend materie over, samen met straling (fotonen) afkomstig van deze annihilaties. Antimaterie wordt nu in kleine hoeveelheden waargenomen in kosmische straling ^[2]Onder andere afkomstig van het centrum van het Melkwegstelsel, waar een grote hoeveelheid antimaterie blijkt te zijn. en in deeltjesversnellers. De vraag waar natuur- en sterrenkundigen mee worstelen is hoe deze zogenaamde Baryon Asymmetrie, zoals het overschot van materie boven antimaterie wordt genoemd, precies is ontstaan. Volgens het Standaardmodel van de elementaire deeltjes is de zogenaamde charge-parity (CP) schending verantwoordelijk voor het verschil in de materie en antimaterie. Sinds 1964 weten we dat de symmetrie van lading (C van charge) en pariteit (P) bij interacties tussen deeltjes geschonden kan worden, hetgeen voor het eerst bij de elementaire deeltjes genaamd kaonen werd waargenomen. Sinds kort heeft men die CP-schending ook waargenomen bij zware B-mesonen, deeltjes bestaande uit zware quarks. Die B-mesonen moeten ook in de eerste momenten tijdens de oerknal hebben bestaan en men vermoedt dat onderzoek van de B-mesonen het werkelijke geheim van de Baryon Assymmetrie kan onthullen.

In Japan zijn natuurkundigen bezig om in het Belle-experiment, onderdeel van het deeltjeslab KEK ^[3]High Energy Accelerator Research Organization. , B-mesonen en anti-B-mesonen te produceren. Uit de resultaten daarvan blijkt dat in het verval van deze deeltjes andere dingen gebeuren dan het Standaardmodel op grond van de CP-schending voorspelt. Dit wordt bevestigd door soortgelijke experimenten van het BaBar experiment op het Stanford Linear Accelerator Center (VS). Kortom, het Standaardmodel moet nog eens goed tegen het licht worden gehouden om de Baryon Asymmetrie goed te kunnen verklaren! Over de resultaten van Belle werd vorige week in Nature door een team natuurkundigen een artikel gepubliceerd. Bron: Universiteit van Melbourne.