Физики нашли новое нарушение симметрии вещества и антивещества

Физики обнаружили новое нарушение симметричности свойств частиц и античастиц, которое может позволить объяснить, почему в нашей Вселенной вещества значительно больше, чем антивещества, сообщает журнал Nature.

Сотрудники коллаборации Belle, объединяющей более 50 научных учреждений по всему миру, исследовали распад B-мезонов (заряженного мезона B+ и нейтрального мезона B0) и их античастиц (соответственно B- и анти-B0). Оказалось, что нейтральный мезон распадается чаще своей античастицы, а заряженный – реже.

Античастица – двойник другой частицы, имеющий ту же массу, но противоположный заряд (а также некоторые другие противоположные характеристики). Неэлементарные нейтральные частицы также могут иметь античастицы, если кварки, из которых состоят двойники, являются античастицами по отношению друг к другу.

В современной Вселенной вещества значительно больше, чем антивещества. Между тем, непосредственно после Большого взрыва они существовали в равных количествах. Большая часть и вещества, и антивещества должна была бы аннигилировать, в результате чего Вселенная была бы заполнена электромагнитным излучением, а уцелевшего вещества было бы слишком мало для образования звезд и планет и тем более возникновения жизни. Физики предполагают, что какая-то несимметричность свойств вещества и антивещества – так называмое нарушение зарядовой и пространственной четности (CP-violation) – привела к тому, что антивещество было почти полностью уничтожено, а большая часть вещества сохранилась.

Некоторые нарушения четности уже обнаружены, но они недостаточно велики, чтобы объяснить доминирование вещества во Вселенной, поэтому их поиск продолжается.

Сотрудники Belle использовали расположенный в Японии ускоритель KEK для столкновения электронов с их античастицами – позитронами. Столкновение приводит к выбросу энергии и формированию B-мезонов четырех типов: нейтральных (B0) и их античастиц (анти-B0, часто обозначается B0 с чертой наверху, англ. B-bar); положительно заряженных (B+) и их античастиц (B-). Все B-мезоны нестабильны и довольно скоро распадаются на другие частицы (каоны и пионы).

В 2004 году было обнаружено первое нарушение симметрии в B-мезонах: нейтральные B-мезоны распадались чаще, чем нейтральные анти-B-мезоны. Можно было бы ожидать подобной асимметричности и в поведении заряженных B-мезонов, то есть считать, что античастицы распадаются реже. Однако впоследствии появились основания полагать, что асимметричность действительно есть, но устроена она прямо противоположным образом: античастицы раcпадаются чаще.

Накопив данные о 535 миллионах распадов B-мезонов и их античастиц, сотрудники Belle установили с гораздо более высокой, чем раньше, степенью достоверности, что нейтральные частицы распадаются на 10 процентов чаще, чем их античастицы, а заряженные частицы – на 7 процентов реже, чем их античастицы.

Похожие результаты получила недавно коллаборация Babar (данные еще не опубликованы), которая работает с американским ускорителем SLAC в Стэнфорде. Противоположность асимметричностей плохо укладывается в рамки Стандартной модели – господствующей на данной момент теории.

Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
Звон мечей
Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Огненный демон
Смертоносное оружие России держит в страхе Европу и США
Луис Глазман «Битва при Ситке»Обойдемся
Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
Книга мемов: почему Tesla все-таки крутая
Все хорошее, что придумала и сделала компания Илона Маска
Сегодня ничего не произошло
Длительный тест Hyundai Sonata: итоги, конкуренты, стоимость владения
Тест: угадай машину знаменитости
Вспоминаем, какие тачки стоят в гаражах звезд шоу-бизнеса
Продано! Машины, раскупленные еще до премьеры
Невероятные автомобили, которые скупили до начала продаж