ЦЕРН: нашого Всесвіту не повинно було існувати

«Всі наші спостереження знаходять повну симетрію між матерією і антиматерією, тому нашого Всесвіту не повинно було існувати», говорить Крістіан Сморра з співпраці BASE в дослідницькому центрі ЦЕРН. «Десь повинна бути асиметрія, але ми просто не розуміємо, де саме. Що ламає симетрію, який джерело? ».

Пошук триває. До сих пір між протонами і антипротонами не було виявлено жодної різниці, а вона могла б пояснити існування матерії в нашому Всесвіті. Однак фізики у співпраці BASE в дослідницькому центрі ЦЕРН змогли виміряти магнітну силу антипротонів з безпрецедентною точністю. Проте ці дані не надали ніякої інформації про те, як матерія сформувалася в ранньому Всесвіті, оскільки частинки і античастинки повинні були повністю зруйнувати один одного.

Останні виміри BASE показали повну ідентичність протонів і антипротонів, в черговий раз підтвердивши Стандартну модель фізики частинок. Вчені всього світу вдаються до найрізноманітніших методів, щоб знайти хоч якісь відмінності, будь-якої величини. Дисбаланс матерії-антиматерії у Всесвіті — одна з найгарячіших тем для обговорення в сучасній фізиці.

Багатонаціональна співпраця BASE в ЦЕРН об’єднує вчених університетів і інститутів усього світу. Вони з великою точністю порівнюють магнітні властивості протонів і антипротонів. Магнітний момент — важливий компонент частинок і може бути зображений приблизно як еквівалент мініатюрного стрижневого магніту. Так званий g-фактор вимірює силу магнітного поля.

«Головне питання — чи має Антипротон таким же магнетизмом, як і протон», пояснює Стефан Ульмер, представник групи BASE. «Ось загадка, яку нам потрібно вирішити».

Співпраця BASE представило високоточні вимірювання антипротонного g-фактора ще в січні 2017 року, але виміри сьогодення стали набагато точніше. Поточне високоточне вимірювання визначило g-фактор до дев’яти значущих цифр. Це еквівалентно вимірюванню окружності Землі з точністю до чотирьох сантиметрів. Значення +2,7928473441 (42) в 350 разів точніше результатів, опублікованих в січні.

«Це вражаюче збільшення точності в такий короткий період часу стало можливим завдяки абсолютно новим методам», говорить Ульмер. Вчені вперше взяли два антипротона і проаналізували їх за допомогою двох пасток Пеннінга.

Антипротони штучно створюються в ЦЕРН, і вчені зберігають їх в пастці для експерименту. Антипротони для поточного експерименту були ізольовані в 2015 році і виміряні з серпня по грудень 2016 року. По суті, це найтриваліший період зберігання антиречовини за весь час. Антипротони 405 днів перебували в вакуумі, в якому було в десять разів менше частинок, ніж в міжзоряному просторі. В цілому використовувалося 16 антипротонів, охолоджених до температури майже абсолютного нуля.

Виміряний g-фактор антипротона порівняли з g-фактором протона, який був визначений за неймовірною точністю ще в 2014 році. В кінцевому підсумку не було знайдено ніякої різниці. Це підтверджує CPT-симетрії, згідно з якою у Всесвіті є фундаментальна симетрія між частинками і античастинками.

Тепер вченим BASE доведеться розробити і впровадити методи ще більш високоточного вимірювання властивостей протона і антипротона, щоб знайти відповідь на яке цікавить всіх питання.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *