Fiziğin Sınırlarını Zorlayan Buluş: Nötr D Mezonu ve CP İhlali Arayışı
“Madde ve antimadde arasındaki yeni bir asimetrinin arayışı
Bir kez madde parçacığı olan her zaman madde parçacığıdır. Ya da değil. Kuantum fiziğinin bir cilvesi sayesinde, iki farklı kuarktan oluşan bilinen dört parçacık – bir tılsım kuark ve bir yukarı anti-kuarktan oluşan elektriksel olarak nötr D mezonu gibi – kendiliğinden antimadde partnerlerine dönüşebilir ve bunun tersi de geçerlidir.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki (LHC) LHCb işbirliği, 26 Mart’ta CERN’de düzenlenen bir seminerde, evrendeki gizemli madde-antimadde dengesizliğine ışık tutabilecek nötr D mezonunun salınımında madde-antimadde asimetrisi için yaptığı son araştırmanın sonuçlarını sundu.
Parçacık fiziğinin Standart Modeli’nin zayıf kuvveti, kuark içeren parçacıklarda CP ihlali olarak bilinen madde ve antimadde arasında bir asimetriye neden olur. Ancak CP ihlalinin bu kaynaklarının incelenmesinin zor olması ve ekip bu kez Run-2 veri setinin tamamını analiz etti ve elde ettiği sonuçları kısmi Run-2 veri seti hariç önceki analizleriyle birleştirerek parametrelerin bugüne kadarki en hassas ölçümlerini elde etti; toplam ölçüm belirsizliği LHCb tarafından daha önce elde edilen en küçük belirsizlikten 1,6 kat daha küçük.
Sonuçlar, nötr D mezonunun madde-antimadde salınımını doğrulayan ve salınımda CP ihlaline dair hiçbir kanıt göstermeyen önceki çalışmalarla tutarlıdır. Bulgular, LHC’nin üçüncü çalışmasından ve planlanan yükseltmesi olan Yüksek Parlaklıklı LHC’den elde edilen veriler kullanılarak bu ve nötr D mezonunun diğer bozunumlarının gelecekteki analizleri için çağrıda bulunuyor.
İlgi çeken diğer nötr D mezon bozunumları arasında, LHCb araştırmacılarının ilk kez tılsım kuarkları içeren parçacıklarda CP ihlalini gözlemlediği iki kaon veya iki pion çiftine bozunum ve LHCb’nin parçacığın madde-antimadde salınımının hızını ölçtüğü nötr bir kaon ve bir çift piona bozunum yer alıyor. Evrendeki madde-karşıt madde dengesizliğine ve diğer kozmik gizemlere ilişkin ipuçlarının araştırılmasında keşfedilmemiş hiçbir yol bırakılmamalıdır.
Madde-antimadde dengesizliğini açıklamakta yetersiz kalması, fizikçileri hem yeni kaynaklar aramaya hem de bilinenleri daha önce hiç olmadığı kadar iyi incelemeye yöneltiyor.
LHCb araştırmacıları en son çalışmalarında, nötr D mezonunun madde-antimadde salınımını belirleyen ve salınımda şimdiye kadar gözlemlenmemiş ancak öngörülen CP ihlalinin araştırılmasını sağlayan bir dizi parametreyi benzeri görülmemiş bir hassasiyetle ölçmek için kolları sıvadı.
İşbirliği daha önce nötr D mezonunun pozitif yüklü bir kaon ve negatif yüklü bir piona bozunmasıyla bağlantılı olan aynı parametre setini LHC’nin 1. Çalışmasından elde edilen tam veri setini ve 2. Çalışmasından elde edilen kısmi veri setini kullanarak ölçmüştü.
Ekip bu kez Run-2 veri setinin tamamını analiz etti ve elde ettiği sonuçları kısmi Run-2 veri seti hariç önceki analizleriyle birleştirerek parametrelerin bugüne kadarki en hassas ölçümlerini elde etti; toplam ölçüm belirsizliği LHCb tarafından daha önce elde edilen en küçük belirsizlikten 1,6 kat daha küçük.
Sonuçlar, nötr D mezonunun madde-antimadde salınımını doğrulayan ve salınımda CP ihlaline dair hiçbir kanıt göstermeyen önceki çalışmalarla tutarlıdır. Bulgular, LHC’nin üçüncü çalışmasından ve planlanan yükseltmesi olan Yüksek Parlaklıklı LHC’den elde edilen veriler kullanılarak bu ve nötr D mezonunun diğer bozunumlarının gelecekteki analizleri için çağrıda bulunuyor.
İlgi çeken diğer nötr D mezon bozunumları arasında, LHCb araştırmacılarının ilk kez tılsım kuarkları içeren parçacıklarda CP ihlalini gözlemlediği iki kaon veya iki pion çiftine bozunum ve LHCb’nin parçacığın madde-antimadde salınımının hızını ölçtüğü nötr bir kaon ve bir çift piona bozunum yer alıyor. Evrendeki madde-karşıt madde dengesizliğine ve diğer kozmik gizemlere ilişkin ipuçlarının araştırılmasında keşfedilmemiş hiçbir yol bırakılmamalıdır.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Fiziğin Sınırlarını Zorlayan Buluş: Nötr D Mezonu ve CP İhlali Arayışı
Kuantum Kaosunun İzinde: Kara Deliklerle Kuantum Kimya Arasında Bağlantı Kuruldu
Kuantum Kaosunun İzinde: Kara Deliklerle Kuantum Kimya Arasında Bağlantı Kuruldu