به گزارش مجله خبری نگار/برنا،پژوهشگران چینی موفق به ارائه نظریهای شدهاند که میتواند به یکی از بنیادیترین معماهای کیهان پاسخ دهد: چرا جهان از ماده ساخته شده و نه پادماده؟ بر اساس این پژوهش احتمال میرود که پدیده نقض تقارن بار-پاریته یا همان نقض CP در فروپاشی باریونهای افسوندار بسیار قویتر از آن چیزی باشد که تاکنون تصور میشد. این یافته میتواند راه را برای درک بهتر از منشأ عدمتعادل ماده و پادماده در کیهان هموار کند.
در فیزیک بنیادی نقض تقارن CP یکی از عناصر کلیدی برای توضیح این پدیده است که چرا پس از مهبانگ، مقادیر بسیار بیشتری از ماده نسبت به پادماده باقی مانده است. همانطور که فیزیکدان برنده جایزه نوبل، تسونگ-دائو لی گفته بود: تقارن، زیبایی جهان را آشکار میکند؛ اما این بیتقارنی است که ماده را بهوجود میآورد.
از مزونها تا باریونها: حرکت بهسوی یک درک عمیقتر
در گذشته برخی از مشاهدات آزمایشگاهی، نقض CP چشمگیری را در فروپاشی مزونهای افسوندار گزارش کرده بودند؛ اما مطالعات مشابه درباره باریونهای افسوندار تاکنون به نتایج قطعی و قابلتوجهی نرسیده بود. با هدف پر کردن این خلأ پژوهشی شیاو-گانگ هه و چیا-وی لیو از مؤسسه تسونگ-دائو لی (TDLI) در دانشگاه شانگهای جیاتونگ، با بهرهگیری از نظریه تقارن طعمی SU (۳) و سازوکاری به نام "بازپراکندگی نهایی"، مدلی نظری ارائه دادند که نشان میدهد نقض CP در فروپاشی باریونهای افسوندار میتواند بسیار چشمگیرتر از پیشبینیهای قبلی باشد.
بازپراکندگی نهایی کلیدی برای نقض تقارن
به گفته پژوهشگران مکانیزم بازپراکندگی نهایی نقشی حیاتی در ایجاد فازهای قوی کوانتومی ایفا میکند که برای وقوع پدیده نقض CP ضروری هستند. این فرایند در واقع تعاملات ثانویه مؤثری را میان ذرات نهایی ممکن میسازد که موجب ایجاد فازهای قوی لازم برای نقض تقارن میشود.
به گزارش science daily بر اساس پیشبینی این مدل نظری عدمتقارن میان ماده و پادماده در فروپاشی باریونهای افسوندار میتواند تا سطح یکهزارم (۱۰⁻³) برسد؛ رقمی که بهمراتب بالاتر از برآوردهای پیشین است و میتواند سرنخهایی تازه برای بازنگری در مدل استاندارد فیزیک ذرات فراهم آورد.
افقهای جدید برای فیزیک تجربی
مؤسسه تسونگ-دائو لی (TDLI) که در سال ۲۰۱۷ در شانگهای تأسیس شده، یکی از مراکز پیشروی چین در پژوهشهای فیزیک ذرات و هستهای است. پروفسور شیاو-گانگ هه، رئیس بخش فیزیک ذرات و هستهای این مؤسسه، درباره نتایج این تحقیق گفت: مطالعه در زمینه نقض CP در ذرات افسوندار، افقهای جدیدی را برای آزمایشهای تجربی میگشاید و به ما کمک میکند درک عمیقتری از سازوکارهای بنیادین عدمتعادل ماده و پادماده در جهان بهدست آوریم. این یافتهها همچنین فرصتی فراهم میکنند برای آزمودن مجدد مدل استاندارد و حتی احتمال کشف فیزیک جدید.
آمادهسازی بستر برای آزمونهای تجربی
یافتههای نظری این پژوهش از ظرفیت بالایی برای راستیآزمایی تجربی برخوردار است. آزمایشهایی همچون BESIII در چین، LHCb در سرن و Belle II در ژاپن، هماکنون بهصورت محدود قابلیت شناسایی این پدیده را دارند. با این حال، انتظار میرود که پروژه در حال ساخت تأسیسات افسون-تاو فوقالعاده (STCF) در چین، با حساسیت بالاتر و توان جمعآوری دادههای دقیقتر، زمینه را برای مطالعه دقیقتر و طولانیمدت نقض CP در باریونهای افسوندار فراهم آورد.