Експеримент установи, че антиматерията е огледален образ на материята

Наука ОFFNews Последна промяна на 15 август 2015 в 13:25 16063 0

Кредит S Ulmer et al. Nature 524, 196-199 (2015) doi:10.1038/nature14861

Фрагмент от данните от експеримента.

Нови свръхточни измервания на съотношението на заряда към масата на протоните и антипротоните е провел международен научен екип, ръководен от Щефан Улмер (Stefan Ulmer) от Института RIKEN от колаборацията BASE в ЦЕРН.

За резултатите от измерването, потвърдили огледалните свойства на протони и антипротони, разказва Phys.org с препратка към статията за експеримента, публикувана в Nature.

Това е строг тест на основното свойство на Стандартния модел на физиката на елементарните частици, известно като CPT симетрия. Повече за нея в Огледалото на пространство-времето. T-симетрията. CPT-симетрията.

На всяка елементарна частица във Вселената съответства неин аналог - античастица, с която са еднакви, но с противоположни знаци на зарядите. При взаимодействие частиците и античастиците взаимно се унищожават (анихилират). Но защо около нас е само обикновена материя, а антиматерия се регистрира малко и рядко, тази загадка все още не е решена. Теоретични физици смятат, че разликата в количеството на двата вида материя (барионната асиметрия), е предизвикана от някаква разлика вт техните свойства, които се проявява в нарушение на комбинираната четност (CP-нарушението е открито през 1964 г.). Поради това, антипротоните, например, може по-бързо да се разпадат от протоните. Физиците се опитват да открият разлики е тези свойства, но засега без успех. Не намерено нарушение и по-висшия принцип на симетрия - симетрията на заряд, четност и време (CPT - Charge, Parity, Time).

Схема на детектора BASE. Отляво постъпват антипротоните, от дясно - електроните, в центъра е магнитния капан с няколко отделения за паркиране на частиците.
Изображение: S Ulmer et al. Nature 524, 196-199 (2015) doi:10.1038/nature14861

CPT-симетрията е в основата на Стандартния модел на физиката на елементарните частици, една теория, която описва най-добре днешния материален свят.

За да тестват CPT-симетрията, учените провели експеримент и изследвали съотношението на електронния заряд към маса на около 6500 двойки от протони и антипротони за 35 дни. За да се предотврати контакта на материя и антиматерия, различните видове частици са били заключени в магнитни полета. Измерили циклотронната честота на протоните и антипротоните, която е пропорционална на съотношението на заряда към маса и силата на магнитното поле.

Измерването било четири пъти по-точно от предишните. Средната стойност била с недостижима по-рано точност:

R = 1 + (1 ± 69)·10−12.

С други думи, дори ако стойността на q/m за протони и антпротони се различават, то разликата не е по-голяма от една десетомилиардна. Тоест не са открити нарушения на CPT-симетрията, което означава, свойствата на протоните и антипротоните са едни и същи. Ако някои теории прогнозират някаква по-голяма разлика, то тези теории не са верни.

Получените данни позволили също да се разбере как антипротоните се влияят от гравитацията. Може да се предположи, че силата на земната гравитация засяга антиматерията малко по-различно, отколкото обикновената материя, то тогава това трябва да доведе до промяна на измерваните честоти за антипротоните. Липсата на отместване в данните от експеримента означава, че гравитацията действа върху антипротоните и протоните по един и същ начин - най-малко в рамките на грешката от измерването, която е около една милионна.

Научната група планира да продължи с експериментите с по-стабилни магнитни полета и други методи, за да увеличат точността 10 пъти.

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !