iPon Hírek

Szuperszámítógépek fejthetik meg az anyag kialakulásának titkait

Dátum | 2012. 05. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Egy nemzetközi tudóscsoport alapvető fontosságú megfigyelést végzett a kaon nevű szubatomi részecske bomlási folyamatáról, amelynek pontos megismerése az univerzum keletkezésével kapcsolatos lényeges kérdések megválaszolásához is vezethet. A kutatás részleteiről a Physical Review Letters oldalain megjelent tanulmány számol be.

A kutatók egy 1964-ben Nobel-díjat érdemlő kísérlet bővített változatát végezték el a világ leggyorsabb szuperszámítógépeinek bevonásával. A kaon bomlásának vizsgálata bepillantást jelent a fizika alapvető problémáiba. A most elvégzett számítások közelebb hozzák a választ az olyan kérdésekre, minthogy hogyan jött létre az anyag a világegyetem hajnalán, és hogy miért anyagból ‒ és nem antianyagból ‒ állnak az általunk megfigyelt dolgok, mondja Thomas Blum, a tanulmány egyik szerzője.


Az antianyag olyan részecskékből áll, melyek a normál, bennünket körülvevő anyagot alkotó párjaiktól csak a töltésük előjelében és mágneses tulajdonságaikban különböznek, tömegük azonban megegyezik. Létezésüket Paul Dirac jósolta meg 1929-ben, mivel elméleti számításai során rájött, hogy ahhoz, hogy egyenletei a laborokban mért adatoknak megfelelő eredményeket adjanak egy sor olyan szubatomi részecskének kell léteznie, amelyek eddig senki sem észlelt. Ezek a részecskék mindenben megegyeznek az ismertekkel, csak éppen ellentétes töltésűek. Az elektron antipárjának létezését mindössze négy évvel később, 1933-ban igazolták is, amikor Carl Anderson a kozmikus sugárzásban kimutatta a pozitron jelenlétét.

Dirac rámutatott tehát arra, hogy a minket körülvevő anyag csak a lehetséges anyagfajták felét képviseli. Felvetette annak lehetőségét is, hogy a világegyetem bizonyos térségeiben akár egész galaxisok is létezhetnek, amelyek antianyagból állnak. Mai ismereteink szerint a világegyetem túlnyomó része anyagból áll, némi antianyag keletkezhet például nagyenergiájú részecskék ütközése során, de mennyisége alapvetően elenyésző az anyagéhoz képest. Kérdés, hogy miért van ez így? A fizikusok három lehetséges okot jelöltek meg az antianyag hiányára. Szerintük elképzelhető, hogy az ősrobbanás során egyáltalán nem jött létre antianyag, hanem csak a későbbiek során keletkezett kisebb mennyiségekben (ez kevéssé valószínű). Egy másik két lehetséges magyarázat alapvetése, hogy egyenlő mennyiségű anyag és antianyag keletkezett a Nagy Bumm idején, és az antianyaggal vagy valami történt a későbbiekben, és ezért nem észleljük, vagy pedig a világegyetem olyan távoli zugaiban „raktározódik”, ahol nem vagyunk képesek megfigyelni.


A nemrégiben megjelent tanulmány annak a kísérletnek a kibővített megismétlése, amely elsőként igazolta a CP-sértést gyenge kölcsönhatásra. A CP-szimmetria a részecskefizikában annyit jelent, hogy ha egy folyamatban résztvevő részecskéket antipárjaikra cserélünk (C-transzformáció) és térbeli jellemzőiket is tükrözzük (P-transzformáció), akkor a folyamat ugyanolyan valószínűséggel következik be, mint az eredeti részecskékkel történt volna. Ennek a szimmetriának a sérülését James Cronin és Val Fitch igazolta 1964-ben a semleges kaonok bomlásának vizsgálata során. Ezt a kísérletet ismételték meg tehát Blumék, akik szuperszámítógépes támogatással követték a kaon bomlását két pionra, minden eddiginél pontosabb méréseket végezve közben.

A számítások elvégzéséhez 54 millió processzorórányi munkára volt szükség az IBM Blue Gene/P szuperszámítógépén az Argonne Nemzeti Laboratóriumban. A kiegészítő számításokat a brookhaveni laborban található QCDOC, a Fermilab, a Southamptoni Egyetem, valamint a DIRAC számítógépei végezték. A tanulmány egyik szerzője, Peter Boyle elmondta, hogy a kérdéses laborok hamarosan már az IBM legújabb szuperszámítógépével, a Blue Gene/Q-val lesznek felszerelve, amely az előd teljesítményének 10‒20-szorosára lesz képes, így a fizikusok még precízebben követhetik nyomon a kaon bomlási folyamatát, talán választ találva az antianyag hiányát övező rejtélyre.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

16. hmisi
2012.05.29. 19:00
Engem az foglalkoztat, hogy a nagy robbanás előtt mi volt? Semmi? A semmi is vmi. Egyáltalán honnan lett ennyi sok anyag meg ilyen óriási világegyetem?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. kiberg
2012.05.29. 19:02
Én eddig úgy tudtam a világ 99.9%-a antianyag.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. HUFEUR
2012.05.29. 19:13
kiberg:

Szerintem te a sötét anyagra gondolsz, de az sem 99%, csak valami magas (80+%) érték.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. HUFEUR
2012.05.29. 19:14
Ja nem sötét energiából van sok:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/080998_Universe_Content_240.jpg
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. homeware
2012.05.29. 19:15
hmisi:
Ez az én fantáziám is izgatja, de a semmit nem lehet felfogni emberileg, mert olyan nincs. Más kimondani és más elképzelni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. kunrichard
2012.05.29. 19:18
Nah igen
ez az Útikalauz Stopposoknak című filmben sem jött be
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. Phantomstr...
2012.05.29. 19:34
@hmisi

Hogyan lehetett volna bármi az előtt a pillanat előtt, amikor az idő is létrejött?
Már maga az "ősrobbanás előtt" kifejezés is értelmetlen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. atti2010
2012.05.29. 19:34
Az ember legnagyobb problémája hogy csak olyan dolgokkal tud azonosulni és elképzelni amit már látott vagy leírás van róla, pl a világegyetem egyes részit nem láthattuk és leírások sincsenek róla így fogalmunk sincs mi miért van.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. kiberg
2012.05.29. 19:34
HUFEUR:

Igazad van, azzal kevertem, köszi.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. stranger
2012.05.29. 19:41
Engem is sokáig foglalkoztatott, hogy "és előtte". De be kell látni, hogy valóban nincs előtte. Vagy, ha van is, az olyan szinten felfoghatatlan, hogy sosem tudjuk majd belátni. Tehát egy kérdés válasz nélkül.

És mennyi mindent nem tudunk még...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. yagami01
2012.05.29. 19:43
hmisi: a Varecza Lacinak a lelke... és az robbant fel DDD
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. freyr
2012.05.29. 20:26
Azért remélem az antianyag létrehozásán is ennyire lelkesen dolgoznak, mert lassan égető szükséggé válnak az anyag-antianyag reaktorok, hacsak ki nem találnak valami mást, ami kétséges.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. tibaimp
2012.05.29. 21:33
Ja az kell még a Földnek, jó kis antianyag robbanás, ahhoz képest az atombomba fing a szélben.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. tompika74
2012.05.30. 06:44
Én ezt úgy képzeltem, hogy ugyanannyi az anyag és az antianyag, és ha egy nagy hálóval ősszefognánk az univerzumot, akkor egy hatalmas robbanásban megsemmisül az ősszes anyag-antianyag, és marad a puszta energia.
És így is keletkezhetett. Volt az energia. Szétrobbant anyagra, antianyagra. Ahol az anyag volt többségben, ott győzedelmeskedett az antianyag felett, és fordítva.
Már csak az a kérdés, honnan volt az energia. Esetleg egy előző univerzum összeomlásából.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. nyerek01
2012.05.30. 14:03
#14 tompika74
1. Lehet hogy vákuumenergia, spontán létrejött. Kvantumszinten meg is figyelték, értjük, nincs semmi bonyodalom.
2. A mi 'Univerzumunk' egy a sok közül, Multiverzumban élünk. Úgy jött létre a mi dimenziónk és energiánk hogy egynél több multidimenziós brán/membrán össze ütközött.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. I.Jozsef83
2012.05.30. 21:26
atti2010 - 2012-05-29 19:34:458

Az ember legnagyobb problémája hogy csak olyan dolgokkal tud azonosulni és elképzelni amit már látott vagy leírás van róla...

És arra mi a biztosíték , hogy amit valaha egy ember leírt az valóban reális és jó is ? csak elfogadott tény , azt hogy helyes -e és ez nem tévútra viszi el ez emberiséget , majd pár száz év múlva talán kiderül.
Mi alapján számol egy számítógép - amit az ember beleír beleprogramoz és tuti jó adatokkal van ellátva a már elkészített szuperszámítógép ? Majd az megmondja a frankót ? és ha csak 1 valami helytelen adat , csak egy ! Én csak akkor bíznék így gépre valamit , ha már bizonyosan egy ember véghez vitt egy dolgot s számításaival megcsinálta és IGEN , valóban szuperál a dolog. Na - ekkor jöhet a szuperszámítógép - azaz én háromnak adnám meg a kezdeti paramétereket - és ha mindhárom ugyanoda ér el amit az említett ember megalkotott , azt mondom : jó, akkor legyen önálló tesztje. De ne egy gép ! hanem 3 és a végeredmény ugyanaz mindnél.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!