Вселената не би трябвало да съществува в съответствие с новите ултрапрецизни измервания на антипротоните.
Но фактът, че четете тази статия обаче показва, че ние сме тук, така че трябва да има нещо ненаред с нашето разбиране за физиката, която управлява Вселената.
Вселената е резултат от една епична битка между материя и антиматерия, която е настъпила веднага след Големият взрив, преди 13.82 милиарда години. Очевидно е, че материята е спечелила - защото има галактики, звезди, планети, ти, аз, хамстери, дълги разходки по пясъчни плажове и бира - но как материята е успяла да спечели е една от най-големите мистерии, надвиснали над физиката, пише астрофизикът Иън О'Нийл (Ian O'Neill) на страницата си АstroЕngine.
Предполага се, че в първичната Вселена са били произведени равни количества материя и антиматерия, което е основно предсказание на Стандартния модел на физиката, но ако това е така, цялата материя във Вселената би трябвало да бъдат унищожена, когато влезе в контакт с своя аналог от антиматерия, с голям взрив, последван от голямо разочарование.
Тази главоблъсканица се фокусира върху идеята, че всички частици имат частица-близнак от антиматерия със същите квантови числа, само че точно обратните. Протоните имат антипротони, електроните имат позитрони, неутриното имат антинеутрино и т.н. - красив пример за симетрията в квантовия свят.
Но трябва едно от тези квантови числа да е много малко по-различно между материя и антиматерия и това може да обясни защо материята се превърна в доминиращото "нещо" във Вселената.
Така че в опит да измерят едно от квантовите състояния на частиците физиците от експеримента на ЦЕРН Baryon–Antibaryon Symmetry Experiment (BASE), близо до Женева, Швейцария, са направили най-точното измерване на магнитния момент на антипротона. BASE е сложна част от устройството, което може да измери точно магнитните моменти на протоните и антипротоните в опит да открие изключително малка разлика между двете. Трябва да има разлика, защото това може да обясни защо материята доминира над антиматерията.
Но това най-точно измерване на магнитния момент на антипротоните разкри, че магнитните моменти както на протоните, така и на антипротоните са точно едни и същи до рекордно ниво на прецизност. Всъщност измерването на антипротона е дори още по-прецизно от нашите измервания на магнитния момент на протона - зашеметяващо постижение като се има предвид колко трудни са за изследване антипротоните.
"Може би за първи път физиците получават по-точно измерване на антиматерия, отколкото на материя, което показва изключителността на постигнатия напредък при антипротония деселератор (забавител) на ЦЕРН", разказва физикът Кристиан Смора (Christian Smorra) в изявление на ЦЕРН. Антипротоният деселератор (Antiproton Decelerator) е машина, която може да улови античастиците (създадени от удари между частиците, които се случват в протония синхротрон - Proton Synchrotron - на ЦЕРН) и ги насочват към други експерименти, като BASE.
Антиматерията е много трудно да се наблюдава и измерва. Ако тези античастици влязат в контакт с частиците, те се унищожават (анихилират) - вие не може просто да сложим куп антипротони в колба и очакваме от тях да се държат спокойно. Така че, за да се предотврати контакта на антиматерията с материята, физици трябва да създадат магнитни вакуумни "капани", които могат да изолират антипротоните от докосване с материята, което по този начин ще позволи по-нататъшното им проучване.
В това ново изследване, публикувано в списание Nature, изследователите използват комбинация от два криогенно-охлаждащи капани на Пенинг, които задържат антипротоните за рекордните 405 дни. През това време учените са успели да приложат друго магнитно поле към антиматерията, предизвиквайки квантов скок на спина на частиците. По този начин те успяват да измерят техните магнитни моменти до изумителна точност.
Според тяхното изследване, антипротоните имат магнитен момент от -2,792847344142 μN (където μN е ядрен магнетон*, физическа константа). Магнитен момент на протона е 2.7928473509 μN, почти същият - малката разлика е в рамките на грешката на експеримента. В резултат на това, ако има разлика между магнитния момент на протона и антипротони, тя трябва да бъде много по-малка, отколкото може на експериментално да се открие в момента.
Тези фини измервания имат огромни - може да се каже - вселенски последици.
"Всички наши наблюдения намират пълна симетрия между материя и антиматерия, което е и причината че Вселената всъщност не трябва да съществува", добавя Смора. "Трябва да има асиметрия някъде тук, но ние просто не разбираме къде е разликата".
Сега планът е да се подобрят методите за улавяне на частиците антиматерия, да стигне BASE до още по-голяма прецизност, за да видим дали наистина има асиметрия в магнитния момент между протоните и антипротоните. Ако я няма там, физиците ще трябва да намерят своята асиметрия на друго място.
* Магнитният момент на тежките частици обикновено се измерва в ядрени магнетони, дефинирани в Международната система от единици (SI) като: 
където mp - маса на протона
e - заряд на електрона
ℏ - редуцираната константа на Планк
c - скорост на светлината
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
15914
1
31.10 2017 в 12:08
Та споко, Вселената е спасена.
Последни коментари