Почему во Вселенной практически нет антиматерии?
Физики ЦЕРН, работающие с детектором LHCb, нашли первые возможные различия между материей и антиматерией, объясняющие то, почему в современной Вселенной антиматерии почти нет, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.
Считается, что в первые мгновения после Большого взрыва существовало равное количество материи и антиматерии. Сегодня мир заполнен материей, и этот факт является физической загадкой, так как частицы материи и антиматерии должны были уничтожить друг друга в тот момент, когда они появились в кварковом "супе" будущей Вселенной. Поэтому возникает вопрос - куда "пропала" антиматерия и почему существует Вселенная.
Сегодня ученые пытаются найти ответ на этот вопрос двумя путями - моделируя условия, существовавшие во время Большого Взрыва, в том числе и при помощи ускорителей частиц, а также сравнивая фундаментальные свойства материи и антиматерии. За последние 50 лет никаких существенных различий в их свойствах так и не было найдено, из-за чего многие физики начали искать экзотические ответы на загадку пропажи антиматерии в процессе расширения Вселенной и в свойствах "частицы бога", бозона Хиггса.
Никола Нери (Nicola Neri) из университета Милана (Италия) и его коллеги по коллаборации LHCb, заявляют о возможном открытии таких различий в поведении материи и антиматерии в данных, собранных инструментом LHCb в первый сезон работы Большого адронного коллайдера после его перезапуска в мае 2015 года.
Внимание ученых привлекли странности в распадах так называемых лямбда-барионов - сверхтяжелых частиц, состоящих из двух легких кварков и одного тяжелого кварка. Эти частицы в некоторых редких случаях распадаются на четыре части - три пи-мезона и один протон, а в других, еще более редких случаях - на два каона, пи-мезон и протон.
Характер и частота этих распадов, как отмечают ученые, должны быть примерно одинаковыми для частиц и античастиц, однако экспериментальные данные с БАК показывают, что "рисунок" движения продуктов распада в некоторых случаях отличался на 10-20% от общепринятой картины Стандартной модели физики в тех случаях, когда распадались анти-лямбда-барионы. Подобная асимметрия, по словам физиков, указывает на аналогичную по силе асимметрию в свойствах частиц, участвующих в процессе распада.
Пока это наблюдение не является открытием - физикам удалось зафиксировать всего шесть тысяч случаев распада лямбда-барионов по данным сценариям, и уровень достоверности данного открытия составляет 3,3 сигма (0,1% вероятности случайного совпадения или ошибки замеров). В физике частиц открытием считаются только те наблюдения, которые достигают уровня достоверности в 5 сигма, и поэтому пока выкладки Нери и его коллег являются лишь серьезным намеком на открытие.
С другой стороны, как пишет журнал Symmetry, ученые обещают в скором времени выложить обновленные результаты замеров, построенные с учетом тех данных, которые LHCb и весь Большой адронный коллайдер вели с января по ноябрь прошлого года. Если эти первоначальные данные подтвердятся, то тогда можно будет говорить о том, что ученые действительно приблизились к разгадке одной из главных тайн Вселенной, связанной с существованием человечества в частности и всей материи в целом.
"Мы доказали, что мы находимся на пороге удивительных открытий. Наш детектор обладает столь высокой чувствительностью, что мы теперь можем начать систематические поиски асимметрии материи и антиматерии в других тяжелых барионах. Наши возможности расширятся еще больше после обновления детектора в 2018 году", - заключает Нери.