Anyag és antianyag, bariogenezis, az Univerzum aszimmetriája: fogalmak és jelenségek magyarázata

 

A CERN részecskegyorsítója

Mit tudunk az antianyagról?
CERN angol francia

Antianyag-vizsgálatok a CERN-ben
A mikrofizika egyik legfontosabb alapelvéből következik az anyag és az antianyag hasonlósága. Világegyetemünkben mégsem látszanak antianyag-galaxisok. A CERN antianyag-vizsgálatai erre az ellentmondásra igyekeznek fényt deríteni lassú antiprotonok segítségével. Horváth Dezső írása a Fizikai Szemlében, magyar nyelven.

Anyag és antianyag - meghatározás a Virtuális Enciklopédiában
A laboratóriumokban előállított antianyag gyakorlati felhasználásában a legfontosabbak a magreakciókban keletkező, pozitron-sugárzással lebomló instabil izotópok.

Király Péter: Antianyag a Föld környezetében
Előadás a XXIII. Ionoszféra-Magnetoszféra konferencián, Lewis Carrolltól az antianyag orvosi felhasználásáig. "A pozitronokat már évtizedek óta használják az orvostudományban daganatok és más elváltozások helyének megállapítására (PET, pozitron emissziós tomográfia)."

Fermilab

Fermilab

A laboratóriumról magyarul
A fermilab honlapja (angol)

Kis lépés...

Miért van több proton, mint antiproton?
Honnan tudhatjuk biztosan, hogy az Univerzum nem anyag-antianyag szimmetrikus?
A Hold: Neil Armstrong nem semmisült meg, tehát a Hold anyagból van.
A Nap: a Nap kozmikus sugárzása anyagi természetű és nem anti-anyagi.
A Naprendszer bolygói: majdnem mindegyikhez küldtünk űrszondát. Ezek megmaradása a Naprendszer anyagi mivoltát bizonyítják.

A folytatást olvassa eredetiben!
(angol nyelvű cikk a bariogenezisről)

A kaliforniai SLAC gyorsítóközpontban lévő BaBar detektor által vizsgált legérdekesebb típusú események egyikének számítógép által rekonstruált ábrája, a detektor sematikus keresztmetszeti képével.

Ligeti Zoltán: CP-szimmetria sértés
Minden ismert részecskefizikai jelenség konzisztens a Standard Modellel. Ez az elmélet néhány elemi összetevővel és antirészecskéikkel, azaz hat különböző fajta kvarkkal és hat fajta leptonnal leírja az összes megfigyelt részecske tulajdonságát és kölcsönhatását.
A kvarkokon és leptonokon kívül néhány további részecske a kölcsönhatások közvetítéséért felelős. A jól ismert elektromágneses kölcsönhatást fotonok közvetítik. Az erős kölcsönhatást, ami a kvarkok domináns kölcsönhatása, gluonoknak hívott részecskék közvetítik. Ez a kölcsönhatás olyan erős, hogy kvarkok nem is léteznek szabadon a természetben.
...
A Standard Modell sok sikere ellenére számos kérdésre nem ad választ. Például nem tudjuk mi határozza meg a modell több mint húsz szabad paraméterét, a részecskék tömege közti nagy hierarchiát, vagy akár azt, hogy miért pont három részecskegeneráció létezik?

Trócsányi Zoltán: A proton szerkezete
A proton-spin eredetének megfejtésére az 1980-as években több kísérletet is terveztek, amelyek azonban igencsak meglepő eredményeket szolgáltattak. Kiderült, hogy a proton spinjét nem sikerült a vegyértékkvarkok spinjének összeadásával megkapni. A korábbi elképzeléseknek ellentmondani látszó eredményeknek mindig nagyon örülnek a kutatók, mert azok teret nyitnak új kutatási irányok felfedezésére, új elméleti modellek megalkotására. A spin-krízis megoldásától ugyan nem várjuk, hogy a Standard Modellt alapjaiban megrendítse, de finomítani fogja azt, amit a proton szerkezetéről tudunk. Az elméleti szakemberek ötletek tucatjaival álltak elő megoldásként: a legegyszerűbb javaslat szerint a gluonok és a tengerkvarkok valamilyen oknál fogva polarizálódnak, és ez utóbbiak "kioltják" a vegyértékkvarkok spinjét, így a gluonok spinjéből áll össze a proton spinje. Más elképzelés szerint a kvarkok keringenek a protonban, és a keringésből származó pályaimpulzus- momentumot is figyelembe kell venni annak érdekében, hogy megkapjuk a proton teljes spinjét. Létezik a spinkrízis feloldására olyan elképzelés is, amely a kvarkmodell helyett másféle modelljét adná a protonnak. A kérdést ma sem sikerült tisztázni, így szerencsére az olvasónak is jut fejtörő a proton szerkezetét illetően.

Proton spin (forrás:BNL)

Bariogenezis
A bariogenezis szó jelentése: az Univerzum anyag-antianyag szimmetriájának eredete. A barion egy proton vagy egy neutron: 3 kvark. A barionszám a barionok és az anti-barionok száma közötti különbség, ez a kvarkok és anti-kvarkok száma közti különbség egyharmada.
A rejtély a következő: az Univerzum makroszkopikus barionszáma kb. 5 köbméterenként 1 barion. Másképp közelítve: 10¹⁰ számú részecske között kb egy barion és lényegében nulla anti-barion található. A folytatást olvassa eredetiben! (angol nyelvű cikk a bariogenezisről)

Az anyag eredete a Világegyetemben
A ME 2005. március 21-i előadójának, Fodor Zoltánnak a Természet Világában megjelent írása.

Korábban a Mindentudás Egyetemén:
Horváth Zalán: Mikrokozmosz - világunk építőköveinek kutatása
Egyesíthetők-e a Standard Modellben előforduló kölcsönhatások a gravitáció elméletével, az általános relativitáselmélettel? Egy ilyen minden kölcsönhatást leíró elméletet nevezhetnénk a "mindentudás" elméletének.