Ученые подтвердили CPT-симметрию элементарных частиц

CERN

• Вселенная

Международная группа ученых, возглавляемая Стефаном Ульмером (Stefan Ulmer) из Института физико-химических исследований в Вако (Япония), входящая в объединение BASE под эгидой института RIKEN Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) провела наиболее точные на сегодняшний день измерения отношения масс протона и антипротона к их зарядам. Работа проходила в рамках изучения CPT-симметрии - основополагающего принципа Стандартной Модели устройства Вселенной.

Вселенная заполнена элементарными частицами (волнами) и полями. У каждой частицы есть свой двойник, отличающийся лишь знаком заряда. Их называют античастицами. При встрече частица и ее двойник взаимно уничтожаются - аннигилируют. Если обычные частицы образуют материю, то античастицы - антиматерию. Остается необъяснимым, почему антиматерия не встречается вокруг так же широко, как и обычная материя, если они симметричны.

Физики-теоретики предположили, что у них есть какие-то различные свойства, в следствие которых античастицы распадаются быстрее обычных частиц. Это, собственно, и пытались обнаружить исследователи.

Эксперимент продолжался больше месяца. Для работы ученые использовали Замедлитель протонов CERN, который позволяет получить антипротоны с малой энергией, а затем частицы отправлялись в магнитную ловушку Пеннинга. Материя и антиматерия разделялись магнитными полями, чтобы исключить аннигиляцию. У 6500 пар протон-антипротон были измерены циклотронные частоты и определено соотношение масса/заряд, которое оказалось постоянным в пределах погрешности.

Полученные данные в четыре раза точнее предыдущих измерений. Таким образом налицо подтверждение Стандартной Модели - сохраняется принцип CPT-симметрии и принцип слабой эквивалентности, связанный с попыткой интерпретации гравитационного взаимодействия. Элементарные частицы и их двойники совершенно одинаковы, за исключением знака заряда, даже скорость их движения во Вселенной имеет одно значение. Ученые собираются продолжить работу, полагая существенно повысить точность измерений.

, 13.08.2015 16:44