Опыты с антиматерией заставили ученых сомневаться в существовании Вселенной

18 Октября 2017

МОСКВА, 18 октября Физики из ЦЕРН провели сверхточные замеры магнитного момента антипротона и не нашли никаких различий между свойствами материи и антиматерии, что сделало тайну пропажи антиматерии и существования Вселенной еще более загадочной, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Все наши замеры указывают на то, что материя и антиматерия отличаются абсолютно идентичными свойствами. Иными словами, Вселенная просто не должна существовать, но реальность говорит об обратном. Соответственно, нужные нам различия где-то должны существовать, но мы сейчас просто не понимаем, где их нужно искать. Возникает вопрос , что нарушило симметрию свойств материи?, заявил Кристиан Сморра (Christian Smorra), физик из Института RIKEN в Сайтаме (Япония).

Главный вопрос Вселенной

Как сегодня считают начитанные, в первые мгновения после Большого взрыва возникло равное содержание материи и антиматерии. При этом Стандартная модель физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и физические свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.

Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их крупицы должны были уничтожить друг друга, породив море гамма-квантов и нейтрино, не оставляя ровным счетом ничего, из чего могли бы возникнуть звезды, планеты и галактики. Поэтому возникает вопрос куда пропала антиматерия и почему существует Вселенная.

Считается, что одна из причин асимметрии материи может заключаться в существовании небольших, но достаточно больших различий в устройстве и свойствах частиц антиматерии. За задние годы физики нашли несколько намеков на то, что эти различия, например в массе протонов и антипротонов, все же существуют, однако их точное изменение затрудняется низкой меткостью приборов и микроскопическими масштабами этой асимметрии.

Как правило, подобные замеры проводятся при помощи особого устройства, которое преподаватели называют ловушкой Пеннинга. Она представляет собой особую камеру, в которой ионы и частицы антиматерии удерживаются при помощи магнитных и электрических полей, кои заставляют их курсировать внутри западни по волнистой линии, завинченной в круг. Положение любой частицы в этом круге и на этой линии можно легко просчитать математическим путем, что заметно облегчает замеры ее свойств.

В поисках новой физики

Как рассказывает Сморра, западни Пеннинга позволяют проводить очень точные замеры, однако этой меткости не хватает для полноценных отборов различий между материей и антиматерией – флуктуации магнитных пустотелее, удерживающих частицы на одном месте, постепенно начинают записывать помехи в результаты экспериментов.

Сморра и его коллеги смогли преодолеть эту проблему и повысит точность замеров в 350 раз при помощи очень простого и остроумного приема – они использовали не одну, а две ловушки Пеннинга, одна из которых работала при комнатной температуре, а вторая – при почти неограниченном нуле.

Первая установка использовалась не для замеров свойств антипротонов, а для того, чтобы выяснить, как быстро частицы крутятся, взаимодействуя с магнитным полем ловушки Пеннинга. Эти именитые были нужны ученым для того, чтобы удалить подобные проблемы из замеров второй ловушки, куда параллельно запускался второй антипротон, и повышения скорости проведения измерений.

Благодаря подобным ухищрениям самурайским и немецким физикам, корпевшим с частицами антиматерии в ЦЕРН, удалось выяснить, что магнитный момент антипротона – то, как сильно крупица реагирует на внешние магнитные поля – совпадает с аналогичным значением для протона до 9 знака после запятой.

Как справляют Сморра и его коллеги, точность этих замеров можно усилить еще примерно в 10 раз, однако уже сейчас можно говорить о том, что различия между материей и антиматерией вряд ли скрываются в еще меньших расхождениях в свойствах нуклонов и антипротонов. В -подобном случае, предположительные свойства новорожденной Вселенной будут несовместимы с тем, что мы знаем о Большом Взрыве, что наводит загадку пропажи антиматерии еще более интересной и непонятной, выводят физики.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Опыты с антиматерией заставили ученых сомневаться в существовании Вселенной

комментарии (0)

Другие интересные новости

Подвиги фронтовых бригад: кого из артистов объявили врагами Рейха