Победа над антиматерией

    Эту статью могут комментировать только участники сообщества.
    Вы можете вступить в сообщество одним кликом по кнопке справа.
    Сергиенко Владимир перепечатал из www.gazeta.ru
    0 оценок, 728 просмотров Обсудить (6)

    Победа над антиматерией

    Ученые-ядерщики получили новый ключ к пониманию фундаментальной разницы между материей и антиматерией

    Иллюстрация экспериментаИллюстрация эксперимента

    Фотография: cern.ch

    25.04.2013, 11:13 | Павел Котляр
     

    Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, выявили едва уловимую разницу в поведении материи и антиматерии. Открытие способно объяснить небольшой перевес количества материи над антиматерией в первые моменты после Большого взрыва, в результате чего Вселенная стала такой, какой мы наблюдаем ее сегодня.

    Ученые-ядерщики получили новый ключ к пониманию фундаментальной разницы между материей и антиматерией, частицы которой по физическим свойствам являются зеркальной противоположностью обычных частиц. Возможно, это приведет к пониманию, почему при рождении Вселенной равновесие между материей и антиматерией слегка качнулось в сторону первой и мир не оказался наполненным одними лишь фотонами, образованными в результате аннигиляции вещества и антивещества.

    Антиматерия — это своеобразное «отражение» материи. Позитрон подобен электрону, только имеет положительный заряд, антипротон подобен протону, но заряжен отрицательно. Когда антиматерия встречается с материей, обе исчезают — аннигилируют (в эквивалентном количестве), и выделяется большое количество энергии в виде излучения (фотонов). Античастицы «ловят» на орбите (этим занимается итальянский эксперимент PAMELA на борту российского спутника ДЗЗ «Ресурс-ДК», а также детектор AMS-02 на борту МКС), а также на специальной установке ALPHA, также расположенной в CERN. Судя по тому (немногому), что мы знаем о материи и антиматерии, они должны быть эквивалентны, но во время Большого взрыва родилось совершенно одинаковое количество материи и антиматерии, и, будь они совсем-совсем похожи, они бы полностью аннигилировали — и наш мир бы не существовал. Между ними должна быть какая-то разница (более подробно об антиматерии можно прочитать в лекции одного из коллабораторов CERN Андрея Крохотина на «Газете.Ru»).

    Нынешнее открытие было сделано в ходе эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере в CERN путем изучения распада нейтральных Bs-мезонов, которые в большом количестве рождаются при столкновении высокоэнергичных протонов на ускорителе. Поиск фундаментальных отличий в свойствах материи и антиматерии или нарушения так называемой CP-инвариантности или комбинированной четностиустанавливается именно в таких экспериментах. О предварительных результатах этого эксперимента по определению разницы между веществом и антивеществом во Вселенной «Газета.Ru» рассказывала в 2011 году.

    Впервые такое нарушение было обнаружено при распаде нейтральных каонов в 1964 году, за что была присуждена Нобелевская премия.

    Сорок лет спустя этот феномен был обнаружен при распаде B0 — мезонов и позднее — у заряженных B+- мезонов.

    В статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters, коллаборация LHCb сообщает об открытии нарушения CP-инвариантности еще у одной частицы – B0s – мезона. Эта частица состоит из одного «прелестного» и одного «странного» кварка(всего кварки могут относиться к шести типам: «нижний», «верхний», «странный», «очарованный», «прелестный», «истинный»). В эксперименте LHCb ученые следят за распадами тяжелых B-мезонов и анти-B-мезонов на долгоживущие и более легкие частицы, причем нарушение CP-инвариантности заключается в том, что эти распады происходят несимметрично.

    Оказывается, что вероятности этих распадов для материи и антиматерии разные.

    Причем разница эта настолько мала, что для получения достоверного результата ученым приходится накапливать большую статистику, анализируя распады миллионов B-мезонов. «Обнаружение асимметрии в поведении частиц B0s с достоверностью 5 сигма (при такой достоверности на 3,5 млн положительных событий приходится лишь одно отрицательное, такое значение достоверности общепринято в тех разделах физики и математики, где изучаются вероятностные события) стало возможным благодаря огромному объему данных, полученных на коллайдере, и благодаря способностям нашего детектора идентифицировать частицы», — заявил Пьерлуиджи Кампана, представитель международного эксперимента.

    «Другие эксперименты были не в состоянии собирать достаточно данных о распадах этих мезонов», — добавил он. Эта частица стала четвертым источником информации о нарушении CP-инвариантности в элементарных частицах.

    В 1967 году академик Андрей Сахаров показал, что этот феномен был необходимым условием для почти полного уничтожения антивещества после сразу после рождения Вселенной.

    Однако наблюдаемая разница в поведении материи и антиматерии пока настолько мала, что ее не хватает для того, чтобы описать наблюдаемое во Вселенной преобладание обычного вещества.

    Все открытые факты нарушения инвариантности лежат в рамках Стандартной модели (эта теоретическая модель в физике элементарных частиц, которая описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц, но не описывает темную материю, темную энергию и гравитацию). «Мы также знаем, что все эффекты, предсказанные Стандартной моделью, слишком малы, чтобы объяснить доминирование материи во Вселенной. Однако, изучая эффекты нарушения CP-инвариантности, мы ищем недостающие элементы пазла, которые станут крепкой проверкой теории и указанием на существование физики за пределами Стандартной модели», — считает Кампана.

    Ученые связывают свои надежды с поиском нарушений CP-инвариантности в частицах нейтрино, однако у физиков пока нет идей, как реализовать такие эксперименты.

    Комментировать

    осталось 1185 символов
    пользователи оставили 6 комментариев , вы можете свернуть их
    Юрий Щербашин # написал комментарий 30 августа 2013, 07:38
    Поскольку гравитация не входит в стандартную модель, может она виновата, что мы не видим антиматерию?
    Природа гравитации, постулированная Ньютоном, так до сих пор и не раскрыта убедительно (геометрические построения Энштейна - не в счет). Возможно, что "черные дыры", тем более "с пол-Вселенной", содержат антивещество. Допустим,что антивещество имеет чуть большую гравитационную константу, и оно коагулировало раньше с образованием гигантских "черных дыр".
    Иван Иванов # написал комментарий 30 августа 2013, 16:04

    А не может ли так случиться, что мир состоит всего из двух частиц: электрона и позитрона, а протон это лишь равное количество электронов и позитронов + 1 позитрон; соответственно в антипротоне равное количество электронов и позитронов + 1 электрон. Ведь человеку удается создавать двух- и даже четырехкварковые частицы при столкновениях электронов и позитронов, а почему у природы не могло получиться создать трехкварковые протоны и антипротоны из того же материала?
    ссылка на ziv.ru

    Mученик Hауки # написал комментарий 30 августа 2013, 22:16
    Этот способ доказательства называется "забалтывание". То есть если долго болтать, одни термины выражать через другие термины, а другие через третьи, то люди теряют ориентацию и начинают верить. Так же как начинают верить США, что они идут наказаывать Асада за химоружие.
    • Регистрация
    • Вход
    Ваш комментарий сохранен, но пока скрыт.
    Войдите или зарегистрируйтесь для того, чтобы Ваш комментарий стал видимым для всех.
    Код с картинки
    Я согласен
    Код с картинки
      Забыли пароль?
    ×

    Напоминание пароля

    Хотите зарегистрироваться?
    За сутки посетители оставили 727 записей в блогах и 5646 комментариев.
    Зарегистрировалось 38 новых макспаркеров. Теперь нас 5029110.