دانشمندان برای اولین‌بار تغییر ذرات زیراتمی به ماده و پادماده را مشاهده کردند

دانشمندان با تحلیل داده‌های «برخورددهنده هادرونی بزرگ» (LHC) موفق به شناسایی ذره زیراتمی شده‌اند که می‌‌تواند میان ماده و پادماده سوییچ کند. به نظر می‌رسد یک اختلاف وزن ناچیز میان دو ذره، جهان را از نابودی نجات داده است.

پادماده به عنوان معکوس ماده شناخته می‌شود و از ذراتی به نام پادذره ساخته شده است. ماده و پادماده شباهت زیادی به یکدیگر دارند، با این حال در پادماده، بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده به حساب می‌آید. اگر ماده و پادماده با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، با یک انفجار انرژی یکدیگر را نابود می‌کنند.

در این ماده برخی ذرات مانند فوتون‌ها، پادذره خودشان هستند. برخی از ذرات هم ترکیبی از حالت‌ها بصورت همزمان هستند. این ذرات در واقع بین ماده و پادماده بودن، در نوسان هستند و حالا ذره جدیدی به آن‌ها اضافه شده که یک «مزون افسون» (Charm Meson) است.

مزون افسون معمولا از یک کوارک افسون و یک آنتی کوارک ساخته می‌شود و پادماده‌اش، حاوی یک آنتی کوارک افسون و کوارک است. اما حالا مشخص شده که مزون افسون می‌تواند بطور خودبخود میان این دو حالت سوییچ کند. دلیل چنین موضوعی، اختلاف جرم بسیار ناچیز میان این دو حالت است.

این اندازه‌گیری دقیق توسط فیزیکدانان دانشگاه آکسفورد و با استفاده از داده‌های دومین اجرای برخورددهنده هادرونی بزرگ در مرکز سرن صورت گرفته است. مزون‌های افسون توسط LHC و در برخوردهای پروتون با پروتون تولید می‌شوند و اغلب پس از چندین میلی‌متر حرکت، به ذرات دیگر تجزیه می‌شوند.

با مقایسه مزون‌های افسونی که می‌خواهند مسافت‌های طولانی‌تر را طی کنند با مزون‌هایی که زودتر از بین می‌روند، دانشمندان متوجه شدند اختلاف وزن دلیل اصلی تبدیل مزون افسون به پادماده است. این اختلاف وزن اندک، می‌تواند تاثیر چشمگیری روی جهان ما داشته باشد.

طبق مدل استاندارد ذرات بنیادی، در بیگ بنگ باید به اندازه یکسان ماده و پادماده تولید شده باشد و با گذر زمان، آن‌ها با یکدیگر برخورد کنند و جهان از بین برود. اما چنین اتفاقی رخ نداده و ماده غالب شده، اما چه چیزی چنین عدم تعادلی را در پی داشته است؟

کشف اخیر می‌تواند نشان‌دهنده این موضوع باشد که ذراتی مانند مزون افسون بیش از اینکه از ماده به پادماده تبدیل شوند، تمایل دارند از پادماده به ماده تبدیل شود. دانشمندان برای تایید چنین فرضیه‌ای باید تحقیقات بیشتری انجام دهند و اگر مورد تایید قرار بگیرد، می‌تواند در حل یکی از بزرگترین معماهای جهان به بشر کمک کند.