CERN dalelių fizikos laboratorijos LHCb kolaboracijos mokslininkai paskelbė reikšmingą atradimą, kuris praplečia dabartinį supratimą apie medžiagą ir antimedžiagą Visatoje. Šis atradimas pirmą kartą pristatytas kovo 24 d. Italijoje vykusioje mokslinėje konferencijoje „59th Rencontres de Moriond 2025“.
CERN dalelių fizikos laboratorijos LHCb kolaboracijos mokslininkai paskelbė reikšmingą atradimą, kuris praplečia dabartinį supratimą apie medžiagą ir antimedžiagą Visatoje. Šis atradimas pirmą kartą pristatytas kovo 24 d. Italijoje vykusioje mokslinėje konferencijoje „59th Rencontres de Moriond 2025“.
Tyrimo rezultatai publikuojami prestižiniame moksliniame žurnale „Nature“. Jie atskleidžia Visatoje vyraujančios medžiagos ir antimedžiagos, vadinamų materija ir antimaterija, asimetrijos mechanizmą, apie kurį iki šiol nebuvo žinoma.
Vilniaus universiteto (VU) Fizikos fakulteto mokslininkas, CERN LHCb Vilnius eksperimentinės dalelių fizikos mokslinių tyrimų grupės vadovas dr. Mindaugas Šarpis paaiškina, kad gyvename medžiagos dominuojamoje Visatoje.
LHCb kolaboracijos savaitės grupės nuotrauka. Piotr Traczyk / CERN LHCb nuotr.
„Antimedžiaga turi priešingas medžiagai kvantines savybes ir yra tarsi medžiagos veidrodinis atspindys. Vienas iš pagrindinių LHCb eksperimento, prie kurio dirba apie 1800 žmonių, tikslų yra surasti esminius skirtumus tarp medžiagos ir antimedžiagos“, – pasakoja jis.
Skirtumai pastebėti dalelių skilimuose, kuriuose iki šiol jų nebuvo rasta
Pasak VU mokslininko, standartinis dalelių fizikos modelis, kitaip dar vadinamas tiksliausia mokslo teorija, paaiškina tik labai nedidelę dalį šios asimetrijos. Vadinasi, egzistuoja tai, apie ką mes dar nežinome. Minėtame LHCb tyrime skirtumai tarp materijos ir antimaterijos buvo pastebėti dalelių skilimuose, kuriuose iki šiol jų nebuvo rasta.
„Visi prieš tai atlikti tyrimai stebėjo asimetriją tik mezonų (iš dviejų kvarkų sudarytų dalelių) skilimuose. LHCb kolaboracija pirmą kartą tokį skirtumą pastebėjo barionų (iš trijų kvarkų sudarytų dalelių) skilime. Tai ypač svarbus atradimas, nes didžioji dalis Visatoje esančios medžiagos yra barioninė, įskaitant ir protonus bei neutronus (kurie taip pat yra barionai – dalelės iš trijų kvarkų), taigi ir visus iš jų susidedančius atomų branduolius, cheminius elementus ir molekules“, – paaiškina dr. M. Šarpis.
Statistiškai reikšmingas atradimas
Ženevoje, CERN laboratorijoje, dirbantis fizikas dr. Gediminas Šarpis pasakoja, kad atradimas padarytas dalelių Lambda-b barionų skilimuose. „Naujasis atradimas statistiškai labai reikšmingas ir suteikia vilties, kad materijos ir antimaterijos skirtumai slypi daugelyje panašių sistemų. Tai itin svarbus atradimas“, – teigia mokslininkas, kuris buvo šio atradimo recenzentas.
Dr. G. Šarpis barionų daleles tyrinėja jau beveik dešimtmetį. Jo doktorantūros tema buvo materijos ir antimaterijos skirtumų paieškos labai panašioje sistemoje, besiskiriančioje vienu kvarku. Fizikas pasakoja, kad dar anuomet rado įrodymų, tik jų statistinė reikšmė tuomet buvo per maža.
Anot dalelių fizikų, šio tyrimo rezultatui patvirtinti prireikė septynerių metų. „Statistinė rezultato reikšmė yra 5,2 sigmos, kitaip tariant, atradimas patvirtintas santykiu 1 iš 5 milijonų. CERN mokslininkai dirba su milžinišku kiekiu fizikos duomenų. Šioje analizėje buvo dirbama su maždaug 10 petabaitų duomenų masyvu. Jeigu būtume kūrę vaizdo medžiagą apie mūsų kolegų darbą, tai prilygtų 5 milijonams aukštos raiškos ilgametražių filmų“, – palygino broliai Šarpiai.
Broliai CERN duomenis analizuoja daugiau nei 10 metų
Gediminas ir Mindaugas Šarpiai buvo pirmieji lietuviai LHCb kolaboracijoje. Broliai, CERN LHCb nariai, pasakoja, kad jau daugiau kaip dešimt metų analizuoja dalelių fizikos duomenis.
Pasak jų, CERN plėtojamos technologijos suteikia pridėtinę vertę ne tik mokslo bei žinių, bet ir inovacijų plėtrai.
„Lietuvos mokslininkams ir studentams galimybės prisidėti prie pasaulinio lygio CERN mokslinių tyrimų smarkiai išaugusios. Lietuvos įsitraukimas į tokio masto eksperimentus kaip LHCb naudą neša ir privačiam sektoriui, ekonomikai bei šalies konkurencingumui“, – džiaugiasi fizikai.
2024 m. rudenį LHCb kolaboracijos tarybos sprendimu VU buvo priimtas kaip naujas šio prestižinio eksperimento institutas.
Didžiausia pasaulyje dalelių fizikos laboratorija CERN vienija mokslininkus iš daugiau kaip šimto valstybių. Šveicarijos ir Prancūzijos pasienyje įsikūrusioje organizacijoje mokslininkai atlieka eksperimentus, siekdami suprasti elementariasias daleles ir sąveikas tarp jų. 100 metrų gylyje po žeme įrengtame 27 km ilgio Didžiajame hadronų greitintuve (LHC) vykstantys dalelių susidūrimai leidžia ieškoti naujų dalelių bei reiškinių, stengiantis įminti daugiau Visatos paslapčių. Lietuva asocijuotąja Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijos CERN nare tapo 2018 m.
