Sekali zarah jirim, sentiasa zarah jirim. Atau tidak. Terima kasih kepada keanehan fizik kuantum, empat zarah yang diketahui terdiri daripada dua kuark berbeza—seperti D meson neutral elektrik yang terdiri daripada quark pesona dan antiquark atas—boleh berayun secara spontan ke dalam rakan kongsi antijirimnya dan sebaliknya.
Pada seminar yang diadakan pada 26 Mac di CERN, kerjasama LHCb di Large Hadron Collider (LHC) membentangkan hasil carian terbarunya untuk asimetri jirim-antimateri dalam ayunan meson D neutral, yang, jika ditemui, boleh membantu menjelaskan mengenai ketidakseimbangan jirim-antimateri misteri di alam semesta.
Daya lemah Model Standard fizik zarah mendorong asimetri antara jirim dan antijirim, dikenali sebagai pelanggaran CP, dalam zarah yang mengandungi kuark. Walau bagaimanapun, sumber pelanggaran CP ini sukar untuk dikaji dan tidak mencukupi untuk menjelaskan ketidakseimbangan jirim-antimateri dalam alam semesta, menyebabkan ahli fizik mencari sumber baharu dan mengkaji sumber yang diketahui lebih baik berbanding sebelum ini.
Dalam usaha terbaru mereka, penyelidik LHCb telah menyingsing lengan baju mereka untuk mengukur dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelum ini satu set parameter yang menentukan ayunan jirim-antimateri bagi meson D neutral dan membolehkan pencarian pelanggaran CP yang belum diperhatikan tetapi diramalkan dalam ayunan itu.
Kerjasama itu sebelum ini telah mengukur set parameter yang sama, yang dikaitkan dengan pereputan meson D neutral menjadi kaon bercas positif dan pion bercas negatif, menggunakan set data penuhnya daripada Run 1 LHC dan set data separa daripada Larian 2.
Kali ini, pasukan menganalisis set data Run-2 penuh dan, dengan menggabungkan keputusan dengan analisis sebelumnya, tidak termasuk set data Run-2 separa, ia memperoleh ukuran parameter yang paling tepat setakat ini—keseluruhan ketidakpastian pengukuran adalah 1.6 kali lebih kecil daripada ketidakpastian terkecil yang dicapai sebelum ini oleh LHCb.
Hasilnya adalah konsisten dengan kajian terdahulu, mengesahkan ayunan jirim-antimateri bagi meson D neutral dan tidak menunjukkan bukti pelanggaran CP dalam ayunan. Penemuan ini memerlukan analisis masa depan ini dan pereputan lain meson D neutral menggunakan data daripada larian ketiga LHC dan peningkatan yang dirancang, LHC Bercahaya Tinggi.
Kepentingan pereputan D meson neutral lain termasuk pereputan menjadi sepasang dua kaon atau dua pion, di mana penyelidik LHCb memerhatikan pelanggaran CP dalam zarah yang mengandungi quark pesona buat kali pertama, dan pereputan menjadi kaon neutral dan sepasang pion, yang mana LHCb mencatatkan kelajuan ayunan jirim-antimateri zarah. Tiada jalan harus dibiarkan tanpa diterokai dalam mencari petunjuk kepada jirim-ketidakseimbangan antimateri di alam semesta dan misteri kosmik yang lain.