20 september 2019

Opgelet mensen, ΔA = -0,62% ± 0,23%

Asymmetrie in het verval van neutrale D-mesonen

Ja ja, ik weet het. Zulke titels is vragen om moeilijkheden. Hoe jaag ik in zo kort mogelijke tijd zoveel mogelijk potentiële lezers weg, mmmmm… moet ik eens onderzoeken. ΔA = -0,62 ± 0,23%, wazzdannouweer? Het klinkt als ver-van-m’n-bed-abracadabra, vast weer zo’n natuurconstante, die helemaal niet constant blijkt te zijn – een regelmatig terugkerend onderwerp op de Astroblogs. En toch is het iets wat zeer essentieel is. Het heeft namelijk te maken met de vraag waarom er in het heelal meer materie dan antimaterie is. Alles wat je om je heen ziet, van de aarde en alles wat daarop rondloopt tot en met de verste sterren en planeten bestaan uit gewone materie. Er is wel antimaterie, maar dat is zeer zeldzaam en als je materie en antimaterie bij elkaar stopt is het direct boem, waarmee de materie- en antimateriedeeltjes opgaan in licht. Natuurkundigen proberen al tientallen jaren na te gaan waarom er meer materie dan antimaterie in het heelal is, een gegeven dat indruist tegen de natuurkundige wetten, die overal en altijd symmetrie veronderstellen. Je zou verwachten dat de oerknal 13,7 miljard jaar geleden evenveel materie als antimaterie creëerde, maar dat is niet zo. Uit proeven in deeltjesversnellers proberen de natuurkundigen nu te achterhalen welk mechanisme verantwoordelijk is voor de geconstateerde asymmetrie. In de grote Europese deeltjesversneller de Large Hadron Collider (LHC) werd vorig jaar november voor het eerst waargenomen dat zogenaamde neutrale D mesonen1 in hun verval tot geladen pionen en kaonen – waarbij tussendoor ook nog zware quarksoorten (tover en vreemd) worden gecreëerd – een lichte voorkeur hebben om in deeltjes te vervallen en niet in antideeltjes. Natuurkundigen noemen dat een CP schending, d.w.z. een verschil bij C (‘charge’, lading) en P (pariteit) en bij de aan de LHC verbonden detector LHCb (LHC-beauty) was het verschil ΔA = -0,82 ± 0,24%. Dat betekent dat in 0,82% van de gevallen het D-meson méér in een deeltje verviel dan in een antideeltje. Deze week werden resultaten bekend gemaakt van de CDF-detector die verbonden is aan de Amerikaanse Tevatron-detector, welke vorig jaar door bezuinigingen z’n deuren moest sluiten, en die resultaten bevestigen de LHCb-metingen, al is de gemeten asymmetrie iets lager: ΔA = -0,62 ± 0,21%. In de figuur hierboven zie je met de oranje band de CDF-metingen, de blauwe band is van de LHCb. Die rode stip in het midden is de waarde, die het Standaard Model opgeeft, praktisch nul, het rode kruis is de combinatie van CDF en LHCb, het zogenaamde ‘wereldgemiddelde’, ΔA =-0,67 ± 0.16%. Niet onbelangrijk detail: kennelijk stuit men hier op een verschijnsel dat niet beschreven wordt door het Standaard Model. Mmmm, is dat geen Nieuwe Natuurkunde? Bron: Of Particular Significance + Résonaances.

  1.  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 D-mesonen ook het geval: miljarden keren per seconde oscilleren ze tussen gewoon en antigewoon. Wat blijkt nu: de neutrale D-mesonen gaan liever van antigewoon naar gewoon dan andersom. []

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.