Делающая попытки описать законы Вселенной, ее фундаментальные силы и частицы стандартная модель должна быть математическим представлением реальности. И хотя до сих пор ни один эксперимент не дал существенных результатов, которые бы противоречили предсказаниям этой теории, с ней не совместима, например, гравитация. Но самый большой недостаток стандартной модели - она не может объяснить, почему материя вообще существует в Космосе.
Рекордные измерения в CERN
Согласно этой модели, материя и антиматерия должны были аннигилировать друг с другом вскоре после Большого взрыва. Важную роль в решении этой загадки играют эксперименты на ускорителях или замедлителях частиц, например, в CERN под Женевой. Так, при сравнении протонов и антипротонов ученые надеялись найти различия, которые могли бы объяснить дисбаланс в Космосе.
В ходе этих поисков физикам удалось провести рекордное измерение и сравнение масс протонов и антипротонов, применив точность до 11 знаков, следующих после запятой. Однако это не помогло объяснить существование во Вселенной материи, о чем Стефан Ульмер, основатель эксперимента по барионно-антибарионной симметрии (англ. BASE) в CERN, и его коллеги сообщают в Nature. Физик не исключает, что различия существуют на еще более микроскопическом и пока не поддающемся измерению уровне.
Эксперимент BASE сверху. Здесь поведение и свойства антипротонов рассматриваются более подробно Фото: Церн, Штефан Ульмер
Происхождение нашего существования
По мнению Ульмера, объединение теории большого взрыва со стандартной моделью физики частиц не создает никаких причин для возникновения Вселенной, поскольку материя и антиматерия должны были просто уничтожить друг друга. Например: если протон и антипротон потрясти в коробке, то ничего не останется. Однако после Большого взрыва этого не произошло, иначе бы нас не было.
"Современная физика пока не может ответить на вопрос, почему мы существуем".
Стефан Ульмер
Одна из теорий гласит, что существует асимметрия между материей и антиматерией. Проще говоря, если бы протоны были тяжелее антипротонов, то после столкновения остались бы некоторые протоны. Однако эксперимент в CERN с беспрецедентной точностью выявил отсутствие разницы.
"Мы исключили высокой точностью измерений, что разница между материей и антиматерией обусловлена разницей массы".
Стефан Ульмер
Частицы в ловушке Пеннинга
Отдельные частицы измеряли в 25-сантиметровой ловушке Пеннинга, представляющей собой электромагнитный контейнер. Физики сумели записать в нем и сравнить колебания частиц: протонов и антипротонов.
Далее исследователи хотят еще раз проверить другую теорию различия материи и антиматерии: возможно, они отличаются не массой, а магнитным моментом. С повышенной точностью, в десять раз большей, чем раньше, будут измерены колебания частиц вокруг их собственной оси.
По словам Ульмера, физики впервые разработали эксперимент, способный исследовать с высочайшей точностью, падает ли антиматерия под действием гравитации так же быстро, как материя. Предварительный результат показал, что оба вида материи реагируют одинаково. И здесь более точные измерения могут однажды привести к другим результатам.
Источник:
Комментариев нет:
Отправить комментарий