Физики: протон и антипротон полностью идентичны друг другу

Физики из CERN в ходе экспериментов получили максимально точные свидетельства того, что все физические свойства протона и его античастицы могут быть абсолютно идентичны друг другу. Хотя речь идет исключительно об одной паре частиц, дискуссии о вопросе ассиметричности материи во Вселенной разгорелись с новой силой.

Осуществив 13 тысяч столкновений при высоких энергиях и обобщив все данные, мы обнаружили, что соотношения массы и заряда для протона и антипротона, а также их прочие физические характеристики равны друг другу с погрешностью, равной 69 частям на триллион. Таковая точность измерений может показаться фантастической, но она всего в 4 раза выше прежних измерений. И все же мы в очередной раз ограничили вероятность того, что нарушение симметричности законов природы имеет место.

Рассказал ведущий автор исследования, Штефан Ульмер из института RIKEN в Сайтаме.

БАК

Напомним, протон - это элементарная частица, самостоятельно или вместе с нейтроном составляющая основу всех без исключения атомных ядер. Протон относится к барионам, имеет электрический заряд +1, спин 1/2, и участвует во всех фундаментальных взаимодействиях. Антипротон же, по всей видимости, отличается только противоположным зарядом.

Считается, что Большой взрыв должен породить равное количество материи и антиматерии, частицы которой аннигилируют, соприкасаясь друг с другом. Следовательно все вещество должно было буквально уничтожить само себя в первые же моменты жизни Вселенной. Однако то, что мы наблюдаем сегодня кардинальном образом отличается от такой модели: мы наблюдаем значительную ассиметричность материи, т.е. преобладание материи над антиматерией. Возникает логичный вопрос: Куда подевалась последняя и почему Вселенная существует до сих пор?

Согласно Стандартной модели, которая наиболее полно и точно описывает микромир из существующих физических теорий, все физические и химические свойства, кроме заряда, частиц и их античастиц должны полностью совпадать. В то же время основная идея наиболее вразумительной теории, объясняющей наблюдаемую ассиметрию, заключается в том, что у пары частица-античастица существуют какие-либо различия, возможно, незначительные, но достаточные для того, чтобы не произошла аннигиляция при их соприкосновении. На протяжении последних нескольких лет физики нашли несколько возможных намеков, что такие различия все же существуют.

Впрочем, результаты работы г-н Ульмера и его коллег из коллаборации BASE фактически ставят крест на подобных предположениях: достигнутая точность их измерений слишком высока. Окончательно разобраться с этим вопросом команда планирует в обозримом будущем, повысив точность измерений до 100 раз, что должно позволить либо безповоротно подтвердить имеющиеся на данный момент заключения либо же найти отличия в особенностях частиц и их противоположно заряженных «близнецов».

Более подробный отчет о работе физиков можно найти в издании Nature.

Евгений Мартыненко