Mungkinkah misteri antimateri dan materi gelap dihubungkan? – Sains Terkini


Mungkinkah misteri mendalam antimateri dan materi gelap dihubungkan? Berpikir bahwa mereka mungkin, para ilmuwan dari kolaborasi BASE internasional, dipimpin oleh Stefan Ulmer dari RIKEN Cluster for Pioneering Research, dan kolaborator telah melakukan percobaan laboratorium pertama untuk menentukan apakah cara yang sedikit berbeda di mana materi dan antimateri berinteraksi dengan materi gelap mungkin menjadi kunci untuk memecahkan kedua misteri.

Materi gelap dan antimateri adalah masalah yang menjengkelkan bagi fisikawan yang mencoba memahami bagaimana dunia kita bekerja pada level fundamental.

Masalah dengan antimateri adalah bahwa meskipun Big Bang seharusnya menciptakan jumlah materi dan antimateri yang sama, dunia tempat kita hidup hanya terbuat dari materi. Antimateri dibuat setiap hari dalam percobaan dan bahkan oleh proses alami seperti kilat, tetapi dengan cepat dimusnahkan dalam tabrakan dengan materi biasa. Prediksi menunjukkan bahwa pemahaman kita tentang isi materi Alam Semesta tidak sesuai dengan sembilan urutan besarnya, dan tidak ada yang tahu mengapa asimetri itu ada.

Dalam kasus materi gelap, diketahui dari pengamatan astronomi bahwa beberapa massa yang tidak diketahui mempengaruhi orbit bintang di galaksi, tetapi tidak ada yang bisa menentukan sifat mikroskopis yang tepat dari partikel-partikel ini. Salah satu teori adalah bahwa mereka adalah jenis partikel hipotetis yang dikenal sebagai axion, yang memiliki peran penting dalam menjelaskan kurangnya pelanggaran simetri dalam interaksi yang kuat dalam model standar fisika partikel.

Kolaborator kelompok BASE bertanya-tanya apakah kurangnya antimateri mungkin karena berinteraksi secara berbeda dengan materi gelap, dan mulai menguji ini. Untuk percobaan, mereka menggunakan alat yang dirancang khusus, yang disebut perangkap Penning, untuk secara magnetis menjebak antiproton tunggal, mencegahnya dari menghubungi materi biasa dan dimusnahkan. Mereka kemudian mengukur sifat antiproton yang disebut frekuensi presesi putarannya. Biasanya, ini harus konstan dalam medan magnet yang diberikan, dan modulasi frekuensi ini dapat diperhitungkan oleh efek yang dimediasi oleh partikel seperti axion, yang dihipotesiskan sebagai kandidat materi gelap.

Menurut penulis pertama penelitian ini, Christian Smorra "Untuk pertama kalinya, kami secara eksplisit mencari interaksi antara materi gelap dan antimateri, dan meskipun kami tidak menemukan perbedaan, kami menetapkan batas atas baru untuk potensi interaksi antara materi gelap dan antimateri. "

Melihat ke masa depan, Stefan Ulmer dari RIKEN Cluster for Pioneering Research, yang merupakan juru bicara untuk BASE Collaboration, mengatakan, "Mulai sekarang, kami berencana untuk lebih meningkatkan akurasi pengukuran kami tentang frekuensi putaran presesi antiproton, yang memungkinkan kami menetapkan semakin banyak batasan ketat pada invariansi biaya, paritas, dan waktu yang mendasar, dan untuk membuat pencarian materi gelap menjadi lebih sensitif. "

Karya itu, diterbitkan di Alam, dilakukan oleh RIKEN Fundamental Symmetries Laboratory dan sebuah kelompok kerja di cluster keunggulan PRISMA + dari Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), yang telah aktif dalam pencarian dark matter. Itu dilakukan di Pusat Penelitian Nuklir Eropa (CERN), menggunakan Antiproton Decelerator (AD). Penelitian ini juga melibatkan para ilmuwan dari para ilmuwan dari Institut Max Planck untuk Fisika Nuklir di Heidelberg, CERN, Universitas Johannes Gutenberg Mainz (JGU), Helmholtz Institute Mainz (HIM), Universitas Tokyo, GSI Darmstadt, Universitas Leibniz Hannover dan Braunschweig dari Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Penelitian ini dilakukan sebagai bagian dari karya Max Planck-RIKEN-PTB Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries, sebuah kelompok internasional yang didirikan untuk mengembangkan pengukuran presisi tinggi untuk lebih memahami fisika Alam Semesta kita.

Referensi:

Bahan disediakan oleh RIKEN. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.