Великий адронний коллайдер дозволив здійснити не одну сотню відкриттів і пролив світло на безліч деталей процесу, що призвів до появи Всесвіту. Але як відносно невелика установка здатна на таке?
Що сталося в найперші миті після того, як виник Всесвіт? Поки що фізики не можуть відповісти на це питання, тому що для моделювання процесів з такими енергіями і на таких часових масштабах необхідні набагато більш потужні установки, ніж Великий адронний колайдер. Однак, за допомогою БАК дослідникам вже вдалося пролити світло на безліч загадок природи.
Наприклад, в одній з недавніх робіт фізикам на колайдері вдалося виміряти різницю в масах між двома частинками з рекордною точністю. Це дозволить нам дізнатися набагато більше про те, як стався Всесвіт. Стандартна модель фізики елементарних частинок описує фундаментальні частинки, з яких складається Всесвіт, і сили, що діють на них.
До елементарних частинок належать кварки, яких всього шість - верхній, нижній, дивний, зачарований, чарівний і істинний. Так само існує шість лептонів, серед яких електрон, його більш важкий кузен мюон, і ще більш важкий таон, кожен з яких має асоційоване нейтрино. У всіх кварків і лептонів також існують античастинки, які в усьому повторюють своїх побратимів, крім знака заряду.
Стандартна модель експериментально перевірена з неймовірною точністю, але має ряд істотних недоліків. 13,8 мільярда років тому Всесвіт був створений в результаті Великого вибуху. Теорія припускає, що ця подія повинна була виробити рівну кількість речовини і антивіщення. Однак сьогодні Всесвіт майже повністю складається зі звичайної матерії. Це називається баріонною асиметрією, і досі це явище не знайшло повного пояснення.
Щоб відповісти на це питання, фізики досліджують на БАК процеси перетворення матерії на антиматерію і назад. Таке явище було помічено, наприклад, у мезонів - частинок, що складаються з пари кварк-антикварк. За короткий проміжок часу кожна частинка в складі мезону може перетворюватися на свого «анти-кузена». Але досі деталі такого перетворення були неясними, поки вченим на БАК не вдалося виміряти різницю в масах між частинками, що входять до складу мезону і антимезону.
Але чому це так важливо? Відкриття дозволяє зрозуміти, чому у Всесвіті виникло менше антиматерії, ніж матерії. Для цього фізикам потрібно більше дізнатися про процес порушення CP-інваріантності, завдяки якому спостерігаються відмінності в процесах перетворення матерії на антиматерію і назад. Вже було показано, що деякі нестабільні частинки розпадаються не так, як відповідні їм частинки антиматерії. Це, можливо, сприяло достатку матерії у Всесвіті.
За матеріалами The Conversation.