Mezon D może zmieniać się z cząstki w antycząstkę
W Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) zaobserwowano ciekawe zjawisko. Okazuje się, że cząstki subatomowe mogą zmieniać się w antycząstki i z powrotem.
Fizycy pracujący przy eksperymencie LHCb w CERN wykazali, że niektóre cząstki subatomowe mogą swobodnie zmieniać się w antycząstki. Okazuje się, że do tak niezwykłych zachowań są zdolne mezony D, a być może także i inne cząstki.
Mezon D to cząstka elementarna zbudowana z kwarka powabnego i antykwarka lżejszego (lub na odwrót). Naukowcy już od ponad dekady podejrzewali, że mezony D mogą zmieniać się z postaci cząstki do antycząstki i odwrotnie. Zjawisko to znane jest jako mieszanie. Jednak dopiero w LHCb wykazano, że cząstki te mogą oscylować między dwoma stanami.
Nowe odkrycia mogą pomóc odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące Modelu Standardowego fizyki. Mezon D może być jednocześnie cząstką i swoją antycząstką, co jest znane jako zjawisko superpozycji kwantowej.
Superpozycja kwantowa sprawia, że dwie cząstki - każda o danej masie - objawiają się jako cięższa i lżejsza wersja. Superpozycja pozwala mezonowi D oscylować pomiędzy jego antycząstką i z powrotem. Dane zostały zebrane podczas drugiego uruchomienia Wielkiego Zderzacza Hadronów, co pozwoliło naukowcom z Uniwersytetu Oksfordzkiego zmierzyć różnicę w masie pomiędzy dwoma cząstkami wynoszącą 0,000000000000000000000000000000000000000001 gramów.
Taka precyzja pomiaru jest możliwa tylko wtedy, gdy zjawisko jest obserwowane wielokrotnie, a takie warunki panują tylko w LHC. Oscylacja mezonu D jest bardzo powolna i trudna do zmierzenia w czasie potrzebnym mezonowi na rozpad. Naukowcy próbują teraz zebrać więcej danych, aby zrozumieć sam proces oscylacji, który jest postrzegany jako znaczący krok w stronę rozwiązywania problemu asymetrii materia-antymateria.
