5617041280

H.R. Quinn - Asymetria między materią i antymaterią

Testy doświadczalne

Fizycy cząstek nie poznali jeszcze wszystkich aspektów asymetrii między materią i antymaterią w podstawowych prawach fizyki. Wynikające z Modelu Standardowego naruszanie CP to nie wszystko; potrzebna jest jakaś nowa fizyka. Wiemy obecnie, że musimy dodać masy neutrin i że ten dodatek może przynieść dalsze parametry naruszające CP. Ale czy to wystarczy?

Niektórych odpowiedzi można szukać w laboratoriach fizyki wielkich energii. Wielki ogólnoświatowy trud zrozumienia fizyki mezonów B ma na celu objaśnienie naruszania symetrii CP w sektorze kwarków. Fizyka ta dostarcza wspaniałego laboratorium do badania naruszania CP, ponieważ zarówno mezony B<j, jak i B_s tworzą pary podobne do obojętnych mezonów K, tzn. stany własne zapachu mieszają się, aby utworzyć stany własne masy, co umożliwia czułe sprawdziany naruszania CP. Ponadto, z powodu dużej masy kwarka b, mezony B mają wiele możliwych kanałów rozpadu, co pozwala opracowywać nadmiarowe metody wyznaczenia parametrów Modelu Standardowego. Jeśli wszystkie wyniki pomiarów okażą się zgodne z pojedynczym zestawem czterech parametrów, które definiują macierz CKM, to fizycy uzyskają precyzyjniej wyznaczone wartości tych parametrów. Jeśli nie, to być może dalsze badania wskażą na któryś z dodatków do Modelu Standardowego, a także pomogą nam zrozumieć bariogenezę.

Praca ta zaczęła się dobrze: fabryki mezonów B w laboratoriach SLAC i KEK przedstawiły pierwsze wyniki [9] i w ciągu następnych 5-10 lat możemy spodziewać się nowych interesujących danych (patrz Phy-sics Today, wrzesień 2001 r., s. 19). Dane te zostaną uzupełnione przez inne wyniki eksperymentów z fizyki mezonów B w zderzaczach hadronowych. Dotychczasowe wyniki tych eksperymentów są zgodne z Modelem Standardowym [10], jest jednak mnóstwo miejsca na nowe odkrycia; na razie tylko w kilku kanałach rozpadu mezonów B ilość danych wystarcza do dokładnej analizy.

Dalsze eksperymenty mogą też wiele nauczyć fizyków o neutrinach. Nie wszystkie parametry sektora bardzo ciężkich neutrin można będzie wyznaczyć w eksperymentach zaplanowanych na najbliższą przyszłość. Natomiast nieznane parametry sektora lekkiego mogą zostać ustalone. Trudno będzie jednak zaobserwować naruszenie CP w tym sektorze, a stopień trudności zależy od wartości jeszcze nie zmierzonego parametru mieszania. To, czego się dowiemy, dostarczy ważnych ograniczeń modeli i scenariuszy leptogenezy.

Szczególnie wiele zawdzięczam pracy Abrahama Pa-isa, którego głęboka wiedza była bezcenna dla mnie osoby niezajmującej się zawodowo historią nauki.

Tłumaczyła Magdalena Staszcl Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytet Warszawski

Literatura

[1]    Wszystkie cytaty historyczne pochodzą z wykładu Abrahama Paisa, w: Paul Dirac: The Klan and His Work, red. P. Goddard (Cambridge University Press, New York 1998).

[2]    M. Kobayashi, T. Maskawa, Próg. Theor. Phys. 49, 652 (1973).

[3]    A.D. Sacharow, J. Exp. Theor. Phys. Lett. 5, 24 (1967).

4    S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 37, 657 (1976).

5    Przegląd i odnośniki do ważnych danych patrz M.C. Gonzalez-Garcia, Y. Nir, www\arXiv.org/abs/ hep-ph/0202058.

[6]    Przegląd patrz A.G. Cohen, D.B. Kapłan, A.E. Nelson, Annu. Rev. Nuci. Part. Sci. 43, 27 (1993).

[7]    Podsumowanie patrz A. Raspereza, www.arXiv.org / abs/hep-ex/0209021.

[8]    Przegląd patrz W. Buchmueller, w: Proc. 2001 Eu-ropean School of High-Energy Physics, Beatenberg, Switzerland (26 Aug.-8 Sept. 2001), red. N. Ellis, J March-Russell (CERN, Geneva, Switzerland 2002); www.arXiv.org/abs/hep-ph/0204288.

[9]    Przegląd z odnośnikami do nowych wyników patrz Y. Nir, www.arXiv.org/abs/hep-ph/0208080.

[10] F.J. Gilman, K. Kleinknecht, B. Renk, w: K. Hagi-wara i in., Phys. Rev. D 66, 010001 (2002); http:// pdg.lbl.gov/2002/kmmixrpp.pdf.

231

POSTĘPY FIZYKI TOM 55 ZESZYT 5 ROK 2004