19 mei 2021

Bs meson speelt sleutelrol in vraag waarom er meer materie dan antimaterie is

De LHC van CERN bij Genève. Credit: CERN

De sterren en planeten, de gas- en stofnevels, de kometen en planetoïden, mensen, planten en dieren, allemaal hebben ze één ding gemeen: ze bestaan uit materie. Er bestaat ook antimaterie, maar dat komt veel minder voor in het heelal. En da’s best wel vreemd, want natuurkundigen gaan er van uit dat in de natuur alles volgens natuurwetten symmetrisch verloopt en dat er net zoveel materie als antimaterie zou moeten zijn. Dat is niet zo en al sinds het eerste onderzoek van de Russische natuurkundige Andrei Sacharov uit 1967 daaraan probeert men dat verschil te verklaren. En steeds meer wordt duidelijker dat één bepaald soort deeltje een sleutelrol in het onderzoek speelt, het zogeheten Bs meson. Dat meson bestaat uit een antiquark en een vreemd quark, een onmogelijk lijkende combinatie van materie en antimaterie – onmogelijk lijkend omdat normaal gesproken een deeltje materie en antimaterie elkaar vernietigen en overgaan in licht.

Waarom is er meer materie dan antimaterie in het heelal? Credit: YouTube.

Dat Bs meson lijkt tijdens z’n korte bestaan continue te oscilleren tussen materie (als Bs meson) en antimaterie (als anti-Bs meson) en vanwege die bijzondere eigenschap wordt ‘ie goed bestudeerd, onder andere door de ruim 800 natuurkundigen die betrokken zijn bij het LHCb experiment, dat verbonden is aan de Large Hadron Collider, ‘s werelds grootste deeltjesversneller van CERN bij Genéve. De symmetrie die tijdens de oerknal 13,8 miljard jaar geleden gelijke hoeveelheden materie als antimaterie moet hebben gegeven heet CP, dat staat voor ‘charge parity’. Er zijn echter geen gelijke hoeveelheden materie en antimaterie, dus er moet tijdens de oerknal een CP-schending hebben plaatsgevonden. Eerdere metingen aan het Bs meson met de D0- en CDF-experimenten van de Amerikaanse deeltjesversneller Tevatron, die inmiddels z’n deuren gesloten heeft, lieten zien dat het gedrag van dat meson mogelijk niet verklaard kan worden door het Standaard Model (SM), dat de elementaire deeltjes en krachten ertussen beschrijft. De metingen met LHCb laten echter zien dat de oscillaties wel voldoen aan het SM. Men denkt wel dat er ‘nieuwe natuurkunde’ moet zijn, natuurkunde welke niet verklaard kan worden door het SM, maar dat men op andere plekken moet zoeken. Bron: Science Daily.

Comments

  1. Is er eigenlijk bewijs van deze materie en anti-materie annihilatie tijdens de big bang? Of is het bewijs, de fotonen die uit deze annihilatie voortkomen, verloren gegaan ergens in de eerste 380.000 jaar na de big bang?

  2. Het bewijs is eigenlijk het gebrek aan anti-materie, hoewel materie en antimaterie in gelijke hoeveelheden moet zijn aangemaakt tijdens de BB. Ik weet niet beter of het verdwijnen van antimaterie zou liggen aan neutrinos. Als je kijkt naar de aanwezige hoeveelheid materie (inclusief “dark matter”), fotonen en neutrinos in het heelal, blijkt dat er ongeveer een miljard keer zoveel fotonen en neutrinos aanwezig zijn. Het gros van die fotonen stamt nog uit de BB.

    Omdat bewezen is dat neutrinos van gedaante kunnen wisselen in anti-neutrinos en terug, en gezien de grote hoeveelheid ervan wat aanwezig is, is/was? de gedachte dat dat de oorzaak was van het verdwijnen van antimaterie. Dus doordat er 1-op-de-miljard anti-neutrinos ooit van gedaante wisselde in neutrinos ontstond die onbalans in het voordeel van materie. Na de vernietigingsslag tussen beide kampen bleef er aan materie over wat we nu zien.

    Dit artikel moet ik nog goed induiken, en wat ik schrijf haal ik uit een cursus van 3 maanden geleden, dus misschien loop ik gewoon achter 🙂

  3. Ok, ik gooi nu even wat op om anders dan normaal te denken..
    Wat als je materie en anti-materie niet als tegengestelde ziet waarvan bij de big bang een gelijke hoeveelheid van beide gevormd zou moeten zijn, maar eigenlijk als hetzelfde waar materie de voorkeurs uiting heeft in dit universum en dat er bij de big bang gewoon een hoeveelheid energie is vrijgekomen die zich als gewone materie uit.
    Ook als beide in gelijke hoeveelheden gevormd zouden moeten zijn dan zouden ze elkaar compleet geännihileerd moeten hebben of er moet ergens in het universum nog een net zo grote hoeveelheid anti-materie aanwezig zijn als dat er materie is.
    Zo komt er bijvoorbeeld bij beta verval anti-materie vrij uit normale materie. Bijvoorbeeld de anti-electronneutrino bij beta- verval of de positron bij beta+ verval.
    Misschien is de overschot van anti-neutrino’s en dus het gemis van neutrino’s ook wel een teken dat er nooit (zoveel) anti-materie is onstaan zoals dat gedacht wordt. https://www.astroblogs.nl/2013/03/23/wordt-het-universum-geregeerd-door-anti-neutrinos/

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: