Сенсационная находка обещает дать объяснение одной из крупнейших загадок нашего мира — почему в нем так мало антиматерии?
Редакция ПМ

В ходе проекта DZero обнаружено существенное отклонение в СР-инвариантности, настолько значительное, что лучшие из современных теорий элементарных частиц объяснить его не в силах. Зато само оно может, наконец, объяснить загадку того, что Вселенная состоит из материи, и куда делась антиматерия
В результате столкновения протонов и антипротонов в ускорителе образуются положительно и отрицательно заряженные мюоны и антимюоны. Сильное магнитное поле заставляет их двигаться по разным искривленным траекториям — разнозаряженные частицы будут двигаться в противоположном направлении. Однако эта зеркальность оказалась совсем не идеальной, как бы мы ни направляли само магнитное поле: между частицами и античастицами есть еще какая-то разница
В проекте DZero участвуют около 500 ученых из 19-ти стран мира, в том числе и из России
6,4-километровый ускоритель Tevatron, на котором проводятся эксперименты DZero, ускоряет протоны и антипротоны до околосветовых скоростей, сталкивая их миллионы раз в секунду
Детектор DZero позволяет наблюдать частицы, появляющиеся в результате столкновения протонов с антипротонами

Антиматерия представляет собой одну из фундаментальных загадок нашего мира. Точнее говоря, загадку представляет ее почти полное отсутствие во Вселенной. А дело в том, что, когда частица сталкивается с античастицей, они аннигилируют, выбрасывая значительные количества энергии, новых частиц и античастиц.

В специальных ускорителях частиц ученые проводят и наблюдают миллионы подобных событий ежедневно. Считается, что в первые моменты жизни Вселенной то же самое должно было происходить в масштабах всего мироздания — и в любом случае на выходе должны были остаться примерно равные количества материи и антиматерии.

Но в действительности сегодня Вселенная составлена лишь из частиц, а античастицы — чрезвычайная редкость, мы наблюдаем их лишь в экспериментах на таких ускорителях. Таким образом, главную загадку можно сформулировать так — «Что случилось с антиматерией?»

То, что сегодня обычная материя так явно доминирует, должно объясняться каким-то фундаментальным отличием частиц и античастиц. Пока что все обнаруженные отличия (которые называются нарушениями СР-инвариантности) даже вместе взятые слишком незначительны, чтобы стать причиной столь впечатляющей разницы. Но недавно с сенсационным заявлением на этот счет выступили участники большого международного проекта DZero: им впервые удалось зарегистрировать весьма заметное «отклонение» в поведении античастиц.

На своем ускорителе частиц ученые провели порядка 100 триллионов столкновений протонов с антипротонами и следили за образующимися в результате этого столкновения В-мезонами. Те, будучи короткоживущими, быстро распадались, образуя пары мюонов и антимюонов. Тут-то и обнаружилось существенное — в целый процент — расхождение в числе образующихся частиц и античастиц. Это совершенно не укладывается в рамки Стандартной Модели, которое описывает поведение субатомных частиц — хотя до сих пор практически все ее предсказания сбывались с удивительной точностью.

«У нас просто мурашки побежали по коже, — комментирует один из руководителей DZero Стефан Солднер-Рембольд (Stefan Soldner-Rembold). — Мы поняли, что наблюдаем нечто, выходящее за пределы того, что фиксировалось до сих пор, и даже за пределы, в которых работают имеющиеся теории».

Конечно, ученые тщательно перепроверили этот странный результат — более того, они провели отдельные расчеты, показав, что вероятность того, что он объясняется каким-либо из известных эффектов, составляет не более 0,1%. Они даже обратили магнитное поле, которое используется в детекторе частиц для управления их траекториями, направив его в противоположную сторону — эффект сохранился.

Однако результат слишком странен, так что специалисты из проекта DZero намерены продолжить эксперимент и собрать еще больше данных. Прежде, чем менять взгляд на мир, надо убедиться, что у нас есть для этого достаточно серьезные основания.

Другие подробности вы можете найти в нашем «Этюде об античастицах».

По пресс-релизу Fermilab

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.