Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Zaobserwowano nowy zapach w naruszeniu symetrii CP

Recommended Posts

W LHCb zaobserwowano, po raz pierwszy w historii, naruszenie symetrii CP podczas rozpadu mezonu D0. To historyczne wydarzenie, które z pewnością trafi do podręczników fizyki.

To krok milowy fizyki cząstek. Od czasu odkrycia przed ponad 40 laty mezonu D fizycy podejrzewali, że naruszenie symetrii CP zachodzi również w tym systemie. Jednak dopiero teraz, po analizie wszystkich danych, jakie udało się zebrać w LHCb możemy potwierdzić, że zaobserwowaliśmy to zjawisko, mówi Eckhard Elsen, dyrektor ds. badań i obliczeń w CERN.

Symetria ładunkowo-przestrzenna CP to termin, który oznacza, że każda cząstka elementarna ma swój odpowiednik, czyli antycząstkę. Są one pod wieloma względami identyczne, różnią się za to ładunkami elektrycznymi oraz liczbami kwantowymi. Wiadomo jednak, gdy w grę wchodzą oddziaływania słabe, symetria w niektórych cząstkach nie jest zachowana. Dochodzi do naruszeń symetrii CP.

Zjawisko to po raz pierwszy zaobserwowano w latach 60. ubiegłego roku w Brookhaven Laboratory podczas rozpadu neutralnych kaonów. W 1980 roku autorzy odkrycia, James Watson Cronin i Val Logsdon Fitch, otrzymali za nie Nagrodę Nobla z fizyki. Później w 2001 roku badania nad naruszeniem symetrii CP w mezonie B przeprowadził zespół z USA i Japonii. Ponownie skończyło się to Nagrodą Nobla, którą w 2008 roku otrzymali Makoto Kobayashi, Toshihide Masakawa i Yoichiro Nambu.

Naruszenie symetrii CP to jeden z podstawowych procesów zachodzących we wszechświecie. To dzięki niemu rozpoczął się proces, który po Wielkim Wybuchu doprowadził do pojawienia się przewagi materii nad antymaterią. Jednak rozmiary obecnie obserwowanych naruszeń w Modelu Standardowym są zbyt małe, by wyjaśnić istniejącą nierównowagę pomiędzy materią a antymaterią. To zaś sugeruje, że istnieją dodatkowe, nieznane jeszcze, źródła naruszeń CP.

Mezon D0 składa się z kwarka powabnego i antykwarka górnego. Dotychczas naruszenia symetrii CP były obserwowane wyłącznie w cząstkach zawierających kwark dziwny lub kwark niski. Dotychczasowe obserwacje potwierdzały wzorzec naruszeń symetrii CP opisany w Modelu Standardowym za pomocą macierzy Cabibbo-Kobayashiego-Masakawy (macierz CKM). Opisuje ona, jakie przemiany zachodzą w kwarkach wskutek oddziaływań słabych. Jednym z największych zadań współczesnej fizyki cząstek jest uzupełnianie macierzy. Odkrycie, że naruszenie symetrii CP zachodzi też w mezonach D0 to pierwszy dowód na przemiany w kwarku powabnym.

Najnowszego odkrycia dokonano analizując pełny zestaw danych uzyskanych w LHCb w latach 2011–2018 pochodzących z rozpadów mezonu D0 i jego antycząstki, antymezonu D0. Znaczenie statystyczne odkrycia wynosi 5,3, czyli przekracza próg sigma 5, wyznaczający pewność dokonanego odkrycia.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jacek Łyczko, doktorant w Katedrze Chemii UPWr, zdobył niemal 1,5-milionowy grant Narodowego Centrum Badań i Rozwoju na stworzenie nowej generacji środków regulujących apetyt. Wykorzysta do nich naturalne i bezpieczne zapachy.
      Supermarkety zachęcają do zakupów zapachem świeżo pieczonego chleba. Centra handlowe przed świętami pachną goździkami, cynamonem i pieczonymi jabłkami. Od dawna wiemy, że nasze nosy mają duży wpływ na nasze zachowania. Jacek Łyczko, doktorant z Katedry Chemii UPWr postanowił wykorzystać tę wiedzę i stworzyć innowacyjne, bezpieczne i łatwe w użyciu środki regulujące apetyt. W obie strony.
      Około 18% naszego społeczeństwa to w tej chwili osoby po 65. roku życia. Wiele osób starszych, chorujących, szczególnie przebywających w różnych ośrodkach opiekuńczych, ma problem z obniżonym apetytem. 53% polskiego społeczeństwa to z kolei osoby z nadwagą lub otyłością. Jednocześnie rynek suplementów diety regulujących apetyt jest ogromny – kupujemy ponad 625 mln opakowań takich substancji rocznie. Problem polega na tym, że albo ich skuteczność jest dyskusyjna, albo wywołują wiele skutków ubocznych – mówi Jacek Łyczko, który na swoje badania zdobył grant w wysokości niemal 1,5 mln zł w ramach programu „Lider” Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.
      Program to nie tylko środki na badania, ale i forma wsparcia w budowaniu kompetencji młodych naukowców w samodzielnym planowaniu, zarządzaniu i kierowaniu własnymi zespołami badawczymi podczas realizacji projektów, których wyniki mogą być wdrożone w gospodarce.
      Zespół, który dobrał i którym zarządzać będzie doktorant prof. Antoniego Szumnego, to przede wszystkim młodzi badacze przed trzydziestką. Z naturalnych i bezpiecznych olejków eterycznych i aromatów spożywczych stworzą specjalne kombinacje zapachowe na blotterach (tekturowych paskach, których używamy w perfumeriach) zwiększające lub zmniejszające apetyt.
      Najpierw w szeroko zakrojonych badaniach ankietowych zespół sprawdzi, jakie aromaty kojarzą się Polakom ze smacznym jedzeniem. Potem skomponuje odpowiednie zapachy, przebada je pod względem chemicznym, przedstawi do analizy ekspertom sensorycznym, a w rezonansie magnetycznym przetestuje ich oddziaływanie na odpowiednie ośrodki w ludzkim mózgu. Przeprowadzi też analizę morfologiczną odpadów po posiłkach, które zjedzą badani po powąchaniu blotterów – pozwoli to na ustalenie, czy, przykładowo, produkt może ograniczyć apetyt na dodatki skrobiowe, a zwiększyć na białko lub warzywa. Badania potrwają 3 lata.
      Paski redukujące apetyt absolutnie nie będą pachniały nieprzyjemnie. Naszym celem nie jest odstraszenie ludzi od jedzenia, wywoływanie negatywnych skojarzeń czy poczucia winy u osób ze zbyt dużą masą ciała. Chcemy wywołać uczucie sytości, które będzie kojarzyło się ze zjedzeniem pysznego, ciężkiego deseru, z popołudniową kawą, relaksem po obiedzie. Chcemy też skierować ich apetyt na zdrowsze produkty. Żeby miały na przykład ochotę na pełnoziarniste pieczywo, a nie na białą bułkę. Dzięki temu będą jadły mniej i lepiej – opowiada Jacek Łyczko, który w swoim doktoracie również zajmuje się zapachami – szuka takich metod suszenia roślin leczniczych i przyprawowych, które pozwolą uzyskać jak najwyższą wartość aromatyczną. W grancie Preludium z kolei ocenia korelacje pomiędzy materiałem roślinnym, składem jego olejków eterycznych a jakością zapachów na przykładzie różnych odmian mięt.
      Jestem też członkiem zespołu badawczego WBVG, którego liderem jest prof. Andrzej Białowiec i który bardzo nas motywuje do pisania i składania wniosków o granty. Kiedy w środku wakacji okazało się, że zostałem zakwalifikowany do drugiego etapu „Lidera”, a jest to rozmowa kwalifikacyjna, podczas której muszę w 5 minut zaprezentować swój pomysł i od której zależy, czy dostanę projekt, napisałem do zespołu z pytaniem, czy chcieliby wysłuchać mojej prezentacji, przegadać, może coś doradzić. I mimo, że wszyscy byli na urlopie, w rozjazdach, to się ze mną połączyli, podzielili swoimi opiniami, podpowiedzieli co poprawić, co zmienić, co jest OK. I ja to w zespole bardzo, bardzo doceniam.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kosmologowie od dawna mają problem z jedną z podstawowych wartości opisujących wszechświat – tempem jego rozszerzania się. Różne pomiary przynoszą bowiem różne wartości. Teraz coraz wyraźniej widać kolejne pęknięcie w standardowym modelu kosmologicznym. Niedawno grupa naukowców wykazała, że wszechświat jest niespodziewanie rzadki. Materia nie gromadzi się w nim tak, jak się spodziewano. Podobne sygnały pojawiały się już wcześniej, tym razem jednak mamy do czynienia z najbardziej szczegółową analizą danych zbieranych przez 7 lat.
      Dane są na tyle wiarygodne, że niektórzy specjaliści zastanawiają się, czy nie wpadliśmy na trop czegoś nieznanego. Mamy już ciemną materię i ciemną energię. Mam nadzieję, że do wyjaśnień nie potrzebujemy kolejnej ciemnej rzeczy, mówi Michael Hudson, kosmolog z University of Waterloo, który nie był zaangażowany w najnowsze badania.
      Autorzy najnowszych badań, skupieni wokół inicjatywy Kilo-Degree Survey (KiDS), obserwowali około 31 milionów galaktyk, położonych w promieniu do 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Na podstawie tych obserwacji wyliczyli średni rozkład niewidocznego gazu i ciemnej materii we wszechświecie. Odkryli, że jest jej niemal o 10% mniej niż przewiduje jeden z najpowszechniej uznawanych modeli kosmologicznych, Model Lambda-CDM.
      W ciągu ostatnich ośmiu lat pojawiło się kilkanaście badań, których autorzy – korzystając z różnych technik – dochodzili do wniosku, że materia nie gromadzi się zgodnie z przewidywaniami. Rozpatrywane osobno badania te nie mają większego znaczenia. Rozważane w nich kwestie są tak trudne do zbadania, że łato mogło dojść do pomyłek. Jednak coraz częściej pojawiają się głosy, że to nie statystycznie dopuszczalne niedoskonałości w badaniach, ale reguła. Gdy w wielu różnych zestawach danych zaczynasz dostrzegać tę samą rzecz, musisz wziąć pod uwagę, że coś w tym jest, stwierdza Hudson.
      Naukowcy muszą teraz pogodzić dwie sprzeczne ze sobą rzeczy. Z jednej strony, by określić tempo rozszerzania się wszechświata – w wiele wskazuje na to, że jest ono większe, niż sądzono – muszą znaleźć dodatkowy element, który go napędza. Z drugiej jednak strony skoro materia nie gromadzi się razem tak, jak przypuszczano, do siły na nią oddziałujące są słabsze, a nie mocniejsze, jak wymagałoby tego wyjaśnienie tempa rozszerzania się wszechświata. Julien Lesgourgues, kosmolog-teoretyk z Uniwersytetu Aachen mówi, że znalezienie satysfakcjonującego wyjaśnienia obu tych zjawisk będzie koszmarem.
      Podejmowane są pewne próby wyjaśnień wspomnianych zjawisk. Przyspieszenie ekspansji wszechświata można by wyjaśnić „ciemnym promieniowaniem”. Jednak trzeba by je zbilansować dodatkową materią, która by się grupowała. Aby osiągnąć obserwowane mniejsze grupowanie się, trzeba by wprowadzić dodatkowy element, który to uniemożliwia. Tutaj pojawia się próba wyjaśnienia w postaci zamiany ciemnej materii – która powoduje grupowanie się materii – w ciemną energię, powodującą jej oddalanie się od siebie. Można też przyjąć, że Ziemia znajduje się w jakimś wielkim bąblu rozrzedzonej materii, co zaburza nasze obserwacje. Lub też uznać, że szybkie tempo rozszerzania się wszechświata i mniejsze grupowanie się materii nie są ze sobą powiązane. Nie widzę obecnie żadnego satysfakcjonującego wyjaśnienia. Jeśli jednak byłbym teoretykiem byłbym bardzo podekscytowany, mówi Hudson.
      Wciąż też istnieje prawdopodobieństwo, że oba omawiane zjawiska lub przynajmniej jedno z nich, w rzeczywistości nie mają miejsca. Jednak by to stwierdzić, trzeba poczekać na inne dane. KiDS to jeden z trzech dużych projektów badawczych. Inne to międzynarodowy Dark Energy Survey prowadzony w Chile i japoński Hyper Suprime-Cam. W ramach każdego z nich skanowany jest inny fragment nieboskłonu na inną głębokość. W czasie ostatniej kampanii Dark Energy Survey przeskanowano obszar 5-krotnie większy niż badał KiDS. Wyniki powinny ukazać się w ciągu najbliższych miesięcy. Wszyscy na nie czekają. To kolejna wielka rzecz w kosmologii, mówi Daniel Scolnic, kosmolog z Duke University, który specjalizuje się w badaniu tempa rozszerzania się wszechświata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kosmos ma swój zapach. Jest on opisywany jako mieszanina woni spalonego steku i gorącego metalu. Teraz ten zapach będzie można kupić w postaci perfum Eau de Space. Pierwotnie zapach powstał, by trening astronautów przebiegał w bardziej naturalnych warunkach.
      W 2008 r. NASA poprosiła Stevena Pearce'a, chemika i dyrektora zarządzającego Omega Ingredients, by odtworzył zapach kosmosu w laboratorium. Jego badania miały pomóc astronautom przygotować się na warunki, z jakimi spotkają się w kosmosie. Jak wyjaśniał Pearce, istniały pewne wskazówki, jak kosmos pachnie. Co najważniejsze, dysponowaliśmy rozmowami z astronautami, którzy wychodzili za zewnątrz i wracali na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Przy zdejmowaniu kombinezonów i hełmów wszyscy wspominali o szczególnej woni. Dla nich był to smażony stek, gorący metal, a nawet zapach oparów spawalniczych.
      Jak w 2003 r. napisał na blogu NASA Donald Pettit, inżynier pokładowy MSK, najlepsze określenie, jakie przychodzi mi do głowy, to metaliczny; [powiedziałbym, że to] raczej przyjemne, słodkie, metaliczne wrażenie. Przywodziło mi na myśl przyjemną, słodką woń oparów spawalniczych. Tak właśnie pachnie kosmos.
      Przy okazji opisywania kosmosu pojawiały się też inne zapachowe porównania. Wg Gene'a Cernana, 11. i jak na razie ostatniego człowieka, który chodził po powierzchni Księżyca, pył z powierzchni Srebrnego Globu pachniał jak zużyty proch strzelniczy. Przez obecność mrówczanu etylu Sagittarius B2, jeden z największych obłoków molekularnych gazu i pyłu w Drodze Mlecznej, może zaś przywodzić na myśl rum.
      Zapach Pearce'a przez długi czas pozostawał pilnie strzeżoną tajemnicą, ostatecznie jego recepturę ujawniono jednak Mattowi Richmondowi, menedżerowi produktu Eau de Space. Obecnie trwa kampania na Kickstarterze (do jej zakończenia pozostało 45 dni). Za jej pośrednictwem można wesprzeć masową produkcję, a przy okazji zasponsorować przesłanie perfum do szkół wspierających STEM (naukę, technologię, inżynierię i matematykę) na drodze eksperymentalnego kształcenia i samemu dostać Eau de Space.
      Zespół ujawnił inne nazwy perfum, jakie proponowano: Eau de Orbite, A Space Eau-de-ssey, Final Frontier czy Elon's Musk.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierwsze badania spektroskopowe monofluorku radu wskazują, że molekuła ta może zostać wykorzystana do bardzo precyzyjnych testów Modelu Standardowego. Autorzy badań – fizycy z CERN-u oraz laboratorium ISOLDE – twierdzą, że mogą one doprowadzić do ustalenia nowego górnego limitu elektrycznego momentu dipolowego elektronu, a to zaś może pozwolić w wyjaśnieniu, dlaczego we wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.
      Spektroskopia atomowa i molekularna umożliwia przeprowadzenie niezwykle precyzyjnych pomiarów niektórych podstawowych właściwości elektronów i jąder atomowych. Takie pomiary pozwalają na stwierdzenie, czy dana cząstka pasuje do Modelu standardowego. Monofluorek radu to niezwykle interesująca molekuła, gdyż w niektórych jej wersjach izotopowych jądro radu jest bardzo niesymetryczne. Rozkład masy w nim ma kształt gruszki. Ta właściwość oraz sama wysoka masa radu oznaczają, że świetnie się nadaje do badania właściwości elektronów, w tym ich elektrycznego momentu dipolowego.
      Wiemy, że elektron posiada magnetyczny moment dipolowy, będący wynikiem posiadania spinu. W najprostszej wersji Modelu Standardowego parzystość T, czyli parzystość operacji odwrócenia czasu, zakazuje elektronom jednoczesnego posiadania elektrycznego momentu dipolowego. Jednak bardziej złożone wersje Modelu Standardowego dopuszczają, że elektrony posiadają elektryczny moment dipolowy, jednak jego wartość jest niezwykle mała. Jeśli udałoby się wykazać, że wartość ta jest znacząco większa od zakładanej, wskazywałoby to na istnienie fizyki poza Modelem Standardowym oraz oznaczałoby poważne złamanie symetrii we wczesnym wszechświecie, dzięki temu zaś moglibyśmy zrozumieć, dlaczego materii jest więcej niż antymaterii.
      Podczas najnowszych badań wykazano, że molekuły monofluorku radu można za pomocą lasera schłodzić do temperatur nieco tylko wyższych od zera absolutnego. A skoro tak, to można też dokonać niezwykle precyzyjnych pomiarów ich właściwości.
      Dlatego też ISOLDE, CERN i MIT już nawiązały współpracę, której celem jest precyzyjne określenie elektrycznego momentu dipolowego elektronów. Chcemy jeszcze bardziej zmniejszyć różnicę pomiędzy najbardziej precyzyjnymi pomiarami, a teoretycznie przewidywaną wartością momentu dipolowego. Wartość przewidywana przez Model Standardowy jest niezwykle mała i poza obecnym zasięgiem pomiarów. Doprecyzowując ją możemy przetestować teorie przewidujące znacznie wyższą wartość, mówi Gerda Neyens, z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven, która stoi na czele laboratorium ISOLDE.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...