Давным-давно антиматерия практически полностью исчезла из нашей Вселенной, где с тех пор доминирует материя, сформировавшая мириады планет, звезд и туманностей. Отчего все произошло именно так, остается в большей части загадкой. Впрочем, новые работы, проведенные на японском ускорителе частиц, дают некоторое представление об этом — хотя и в довольно неожиданном ключе.

Ранее ряд экспериментов уже показал некоторое преимущество обычной материи над антиматерией. К примеру, частицы каоны (К-мезоны) чуть менее склонны к распаду, чем соответствующие античастицы. Эта разница, в принципе, объясняется с позиций стандартной модели — одной из самых удачных и общепринятых теоретических конструкций в физике элементарных частиц — явлением, которое называется нарушением СР-симметрии, и которое можно, упрощая, назвать дисбалансом в слабых взаимодействиях.

Но эта и подобные гипотезы, пытающиеся объяснить глобальное доминирование материи над антиматерией, все же, недостаточны: все эти преимущества слишком невелики. Тем более что, согласно той же стандартной модели, в ранней плотной Вселенной антиматерии было практически столько же, сколько материи обычной. Основные ее объемы могли аннигилировать, столкнувшись с частицами и исчезнув в вспышке излучения. Но тогда современная Вселенная должна была быть переполнена светом и различным электромагнитным излучением, а в результате выделившейся от аннигиляции энергии протоны и электроны разбросало бы слишком далеко, чтобы они могли сформировать новые атомы материи. Так что нечто иное привело к тому, что сегодня материя полностью доминирует над антиматерией. И международная команда ученых, работая на ускорителе частиц KEK в японском городе Цукуба, пытается в этом разобраться.

Ускоритель позволяет разгонять и сталкивать электроны и их «антиподы» — позитроны, в результате чего формируются крайне нестабильные и короткоживущие тяжелые частицы В-мезоны. За их распадом следит детектор Belle — он и показал разницу в том, как это происходит у разных типов В-мезонов. Незаряженные В-мезоны распадались намного чаще, чем их античастицы, а заряженные — наоборот, реже своих «антиподов». По мнению работающего в KEK ученого Тома Браудера (Tom Browder), это — знак пресловутой «новой физики», грядущего нового взгляда на устройство мироздания, который объединит пока что нестыкующиеся теории квантовой физики и Общей Теории Относительности, и сможет объяснить самые фундаментальные законы Вселенной. «Стандартная модель, — поясняет Браудер, — говорит о том, что разница в скорости распада частицы и ее античастицы не зависит от наличия заряда — но мы показали, что это не так».

Правда, остается неясным, насколько силен эффект, проявляющийся в таком необычном поведении В-мезонов, и достаточно ли его для того, чтобы со временем обеспечить глобальное преимущество обычной материи. «Провести связь от мира элементарных количеств энергии, от кварков и нейтрино к колоссальным энергетическим бурям ранней Вселенной крайне непросто», — говорит Браудер.

И основные надежды на разрешение этих проблем физики всего мира возлагают на Большой Андронный Коллайдер (LHC), который должен заработать буквально на днях неподалеку от Женевы. Это — одно из самых масштабных и сложных сооружений за всю историю человечества, и одно из самых мощных устройств, способное даже получать миниатюрные черные дыры. Впрочем, мы рассказывали о нем подробно в статье «Лобовое столкновение».

По публикации The New Scientist Space