لقد نجا كوننا بفضل الافتقار إلى التماثل - 10 مليار جزيء وواحد من المادة مقابل 10 مليار جزيء من المادة المضادة. تتأين المادة والمادة المضادة نفسيهما، والجسيمات القليلة المتبقية هي التي تشكل الكون اليوم.
أثبتت التجارب التي أجريت في السنوات الأخيرة تنبؤات منفصلة ليوشيرو نامبو من معهد فيرمي بجامعة شيكاغو بالولايات المتحدة، الحائز على نصف جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2008، لاكتشافه آلية كسر التناظر التلقائي في الفيزياء دون الذرية. وماكتوتو كوبوياشي من مركز أبحاث تسريع الطاقة العالية (KEK) في اليابان وتوشيهيدي ماساكاوا من معهد يوكاوا للفيزياء النظرية بجامعة كيوتو في اليابان لاكتشافهم مصدر التناظر المكسور الذي يتنبأ بوجود ثلاث عائلات على الأقل من الطاقة. الكواركات في الطبيعة.
حقيقة أن عالمنا يتأرجح بشكل متماثل تماما يرجع إلى الانحراف عن التماثل على المستوى المجهري. في أوائل الستينيات من القرن العشرين، صاغ يويتشيرو نامبو الوصف الرياضي لكسر التناظر التلقائي في فيزياء الجسيمات الأولية. إن الكسر التلقائي للتماثل يخفي سر الطبيعة تحت سطح يبدو مشوشًا. أثبت كسر التناظر أنه مفيد للغاية، وتغلغلت نظريات نامبو في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات الأولية. يوحد النموذج أصغر العناصر الأساسية لجميع المواد وثلاث من القوى الأربع الموجودة في الطبيعة في نظرية واحدة.
إن كسر التماثلات الذي درسه نامبو يختلف عن كسر التماثلات الذي وصفه ماكوتو كوباياشي وتوشيهيدي ماسكاوا. ويبدو أن هذه الانكسارات التلقائية كانت تحدث في الطبيعة منذ بداية الكون، وقد جاء ذلك بمثابة مفاجأة تامة عندما ظهرت أيضًا في تجارب فيزياء الجسيمات عام 1964. وفي السنوات الأخيرة فقط تمكن العلماء من تأكيد التفسيرات التي تقول إن تم الوصول إلى اثنين في عام 1972. لهذا العمل حصلوا الآن على جائزة نوبل في الفيزياء. لقد شرحوا كسر التناظر في إطار النموذج القياسي، لكنهم طالبوا بتوسيع النموذج ليشمل ثلاث عائلات من الكواركات. ظهرت هذه الكواركات الجديدة المنومة مؤخرًا في تجارب الفيزياء. وفي عام 2001، تم اكتشافها بواسطة اثنين من أجهزة كشف الجسيمات - بابار في ستانفورد، الولايات المتحدة الأمريكية وبيل في تاكوما، بنسلفانيا. تم اكتشاف التماثلين المكسورين بشكل منفصل عن بعضهما البعض. وكانت النتائج تمامًا كما توقعها كوباياشي وماسكاوا قبل ثلاثين عامًا تقريبًا.
حتى الآن، كان كسر تناظري غير قابل للتفسير من نفس النوع هو السبب وراء نشأة الكون في الانفجار الكبير قبل حوالي 14 مليار سنة. إذا تم إنشاء كمية مماثلة من المادة والمادة المضادة، فسيتعين عليهما إبادة بعضهما البعض. لكن هذا لم يحدث، هناك اختلاف بسيط يسمح بجسيم واحد من المادة الإضافية لكل 10 مليار جسيم من المادة المضادة. وبفضل هذا التناظر المكسور، نجا عالمنا. مسألة كيف حدث هذا بالضبط لا تزال دون حل. من الممكن أن يكشف مسرع الجسيمات LHC - مصادم الهادرونات الكبير في CERN في جنيف عن بعض الألغاز التي لا تزال تخدعنا.
تعليقات 11
مايكل، سؤالي هو من الذي قرر أن إشعاع الخلفية تم إنشاؤه على وجه التحديد من هذه العملية المحددة للمادة والمادة المضادة. وهل يعمل من الناحية الكمية؟
ما الإجهاد!
متى يكون الفصل التالي من CERN؟
مايكل. أنت على حق، آسف. كان يجب أن أوضح أنني قصدت الإشارة إلى أحد الاكتشافات الأولى لإشعاع الخلفية. T.L.H.
نقطة:
كل الإشعاع المتبقي من الانفجار الكبير هو إشعاع الخلفية.
إن المقالة التي أشار إليها إشعياء لا تتحدث عن المادة والمادة المضادة وبالتالي فهي ليست ذات صلة مباشرة، ولكن بما أن الإشعاع ينشأ من تفاعل المادة وجسيمات المادة المضادة، فإن هذا الإشعاع، مثل أي إشعاع آخر، قد امتد بالفعل مع تمدد الكون. الكون، ومثله، يتجلى في إشعاع الخلفية.
لـ 4 (نقطة)، ماذا، إنها قطعة أثرية حقيقية:
http://prola.aps.org/pdf/PRL/v9/i11/p439_1
الأسئلة المثيرة للاهتمام حقًا لا تزال مفتوحة.
1. ما هو أصل التناظر في الطبيعة بشكل عام الجزئي والكلي
2. هل يجتمع كسر التماثل مع خاصية عدم اليقين الكمي وما هو الأصل، فمثلا كيف يمكن فهم الانهيار التلقائي لحالة الموجة المتناظرة داخل ذرة مشعة معينة وتفريغ الجزيئات.
هل من الممكن أن يتلقى كل جسيم طاقة تعادل 20 مليار طاقة نقية بحد ذاتها؟
هذا يبدو أكثر من اللازم.
إشعياء، من قال لك أن هذا ما حدث؟
الإجابة على هذه النقطة: لقد امتدت إلى الحد الأقصى عبر الكون المتوسع والآن بقاياها ليست أكثر من إشعاع الخلفية الكونية الذي يمنعك من استقبال القناة 7 على الراديو. يا للعار.
إذن، أين ذهب كل هذا الإشعاع الهائل الناتج عن التأين؟ وهل يتناسب مع ما نراه اليوم؟
"ما أحسن أعمالك يا رب، ما أعمق أفكارك".