Нейтрино подсказали, почему вокруг так мало антивещества
Нейтрино могут вести себя не так, как их эквиваленты антиматерии, что может помочь понять, почему вселенная состоит в основном из материи, тогда как антивещество встречается крайне редко.
В новорожденном космосе вещество и антиматерия существовали в равных пропорциях. Но, поскольку частицы материи и антивещества аннигилируют друг с другом, это должно было привести к тому, что космос был бы заполнен только энергией.
Чтобы вселенная сформировалась в том виде, в котором мы ее знаем, что-то должно было изменить баланс материи и антивещества. Нейтрино являются ключом к разгадке того, как материя одержала верх.
Каждая известная частица материи имеет зеркальное отображение антиматерии с противоположным электрическим зарядом. Например, аналогом антивещества электрона является позитрон. Как правило, вещество и антивещество ведут себя одинаково, за исключением их противоположных зарядов. Но иногда их поведение может расходиться. Этот эффект известен как нарушение CP-симметрии. Теории предполагают, что если сегодня нейтрино нарушают СР-симметрию, то при рождении вселенной могли существовать дополнительные нарушения СР-симметрии, что объясняло бы, почему в ней начала преобладать материя.
Чтобы проверить нарушение СР-симметрии нейтрино, исследователи отправили пучки, состоящие из нейтрино или антинейтрино, по почти 300-километровому пути через Японию в подземный детектор обсерватории Камиока в Хиде. Тому была веская причина: во время путешествия нейтрино могли превратиться в один из трех типов частиц — электронные нейтрино, мюонные нейтрино и тау-нейтрино. То же самое касается антинейтрино.
Пучки изначально состоят из мюонных нейтрино или мюонных антинейтрино. Исследователи подсчитали, как часто частицы превращаются в электронные нейтрино или электронные антинейтрино. Полученные данные, которые собирались 10 лет, показывают, что нейтрино изменялись чаще, чем ожидалось, в то время как антинейтрино делали это реже, что является признаком нарушения СР-симметрии.
По словам физика Джонатана Линка из Политехнического института Вирджинии в Блэксбурге, «медленное накопление» доказательств нарушения СР-симметрии в нейтрино продолжается.
