Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
15 июня 2010, источник: РИА Новости, (новости источника)

Физики обнаружили новые различия между частицами материи и антиматерии

МОСКВА, 15 июн — РИА Новости. Физикам удалось выявить различия в массах антинейтрино и нейтрино, что является еще одним пока что необъяснимым подтверждением различий в фундаментальных свойствах материи и антиматерии, благодаря которым, вероятно, существует наша Вселенная, сообщает пресс служба Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми в США.

Речь идет о так называемой симметрии материи и антиматерии, которая, согласно идеализированным математическим представлениям о строении Вселенной, должна приводить к равновероятному образованию частиц материи и антиматерии в результате взаимодействий элементарных частиц.

Если бы этот принцип был справедлив, то в момент Большого взрыва, положившего начало формированию первых звезд и галактик во Вселенной, вся материя и антиматерия, образовавшиеся в одинаковых количествах, вступили бы друг с другом во взаимодействие, что привело бы к их взаимному уничтожению (аннигиляции).

Несмотря на то, что объективная реальность — существование Вселенной и всех её компонентов, «сделанных» из материи и практически полное отсутствие антивещества — указывает на то, что этот принцип симметрии каким-то образом нарушается, за счет чего это происходит, ученым до сих пор неизвестно.

Не так давно группа ученых из этой же лаборатории показала значимые различия в свойствах материи и антиматерии на примере протонов и антипротонов. Эти результаты, опубликованные чуть меньше месяца назад, заставили ученых говорить о существовании новых, до сих пор неизвестных физических законов, которые могут определять отличия анитматерии от частиц обычного вещества.

Авторы нового исследования — группа ученых, изучающих осцилляции (колебания между различными состояниями) нейтрино в рамках эксперимента MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), впервые продемонстрировали самые точные на сегодняшний день значения параметров, определяющих эти осцилляции, и показали, что они сильно отличаются в случае нейтрино и антинейтрино. Речь идет о переходах так называемых электронных нейтрино в мюонные или тау-нейтрино и обратно. Ученые показали, что изменение массы частиц при переходе из одного состояния в другое для антнейтрино почти на 40% больше, чем для нейтрино.

Несмотря на то, что эти данные были получены в ходе 5 лет наблюдений и включают в себя огромное количество единичных экспериментов, до сих пор ученые с вероятностью 5% допускают, что обнаруженной ими разницы в параметрах осцилляций нейтрино и антинейтрино не существует. Для того чтобы прояснить этот вопрос, потребуются дополнительные эксперименты.

Нейтрино и антинейтрино ведут себя по разному во многих типах взаимодействий с другим частицам, однако такой фундаментальный параметр, как изменение массы при переходе из одного состояния в другое, согласно существующей теории, называемой Стандартной моделью взаимодействия всех элементарных частиц, должен быть одинаков.

«Если этот результат подтвердится, он будет означать фундаментально новое качество системы нейтрино-антинейтрино и иметь громадное значение для физики Вселенной», — сказал Роб Планкет (Rob Plunkett), один из участников группы MINOS.

Добиться этого результата ученым удалось благодаря уникальному оборудованию лаборатории — так называемому Главному инжектору — ускорителю частиц, являющемуся источником нейтрино или антинейтрино, и двум детекторам, один из которых находится поблизости от источника, а второй расположен на расстоянии 735 километров. Между двумя этими источниками нейтрино и антинейтрино пролетают за 2,5 миллисекунды, причем движутся частицы прямо сквозь толщу земного грунта, не вступая во взаимодействие с ним. Лишь небольшая часть этих крайне слабо взаимодействующих с материей частиц фиксируется детекторами.

Детекторы же позволяют зафиксировать количественно те изменения в составе пучка нейтрино, которые проходят за 2,5 миллисекунды его полета и определить параметры перехода частиц из одного состояния в другое.