Физики из России провели сверхточные наблюдения за аннигиляцией антиматерии

МОСКВА, 1 июл – РИА Новости. Ученые из Новосибирска провели самые точные в мире наблюдения за тем, как часто аннигиляция антиматерии приводит к рождению других частиц. Это крайне важно для поиска "новой физики", пишут физики в журнале Physics Letters B.

«

"Поиски отклонений от Стандартной модели крайне важны для создания теории квантовой гравитации. Прорыв в ее построении могут обеспечить экспериментаторы, так как в опытах пока не наблюдаются связанные с ней эффекты. Без этих данных теоретики, очевидно, не в состоянии объяснить их. Невозможно описать то, что не наблюдается", — рассказывает Владимир Блинов из Института ядерной физики СО РАН.

Как сегодня считают ученые, в первые мгновения после Большого взрыва возникло равное количество материи и антиматерии. При этом Стандартная модель физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и физические свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.

Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их частицы должны были уничтожить друг друга, лишив мироздание всех запасов и материи, и антиматерии. Поэтому возникает вопрос - куда "пропала" антиматерия и почему существует Вселенная.

Считается, что одна из причин "асимметрии материи" может заключаться в существовании небольших, но достаточно существенных различий в устройстве и свойствах частиц антиматерии. За последние годы физики нашли несколько намеков на то, что такие различия, например в массе протонов и антипротонов, все же существуют, однако их точное изменение затрудняется низкой точностью приборов и микроскопическими масштабами этой асимметрии.

Ученые, как отмечают Блинов и его коллеги, давно ищут подобные расхождения и следы новой физики, наблюдая за тем, как протекает аннигиляция позитронов и электронов, движущихся с очень высокой скоростью.

Как правило, столкновение этих частиц приводит к их взаимному уничтожению и рождению вспышки света, однако при определенных условиях этот процесс ведет к рождению пары из частиц материи, заряженных противоположным образом. Ими могут быть как тяжелые "кузены" электрона и позитрона, такие как мюон, так и пары кварков.

Физиков давно интересует так называемая "адронная поляризация вакуума" — то, как часто происходят подобные распады и как ведут себя продукты аннигиляции. Наблюдения за ними критически важны для проверки одного из старейших намеков на "новую физику" – необычного характера "намагниченности" мюона, ведущего себя не так, как это предсказывает теория и расчеты, построенные на базе подобных замеров для электронов.

Первые данные такого рода, указавшие на сам факт существования этой аномалии, были получены более 20 лет назад в американской Брукхевенской национальной лаборатории. Количества и качества собранных данных чуть-чуть не хватило для того, чтобы эта аномалия получила официальный статус открытия.

Сейчас для решения этой задачи строится сразу несколько ускорительных установок в Японии и США, однако они получат данные еще не скоро. Российские физики смогли уточнить уже имеющиеся данные, повысив их точность в 1,4-1,7 раза и получив пока самые надежные результаты замеров адронной поляризации вакуума, используя ускоритель частиц ВЭПП-4М и детектор КЕДР.

Как отмечает пресс-служба ИЯФ СО РАН, эти замеры уже используются в современных теоретических расчетах, что позволяет сделать следующий шаг по точности в проверке Стандартной модели и, возможно, открытию первых проявлений "новой физики".