Фізики з ЦЕРН, де розташований Великий адронний колайдер (ВАК), провели новий аналіз результатів експерименту 10-річної давності, і це дослідження наблизило вчених до розуміння того, чому ми живемо у Всесвіті, що складається з матерії, а не антиматерії, пише Space.
Згідно з нинішніми науковими уявленнями, матерія та антиматерія – це схоже на різні версії одного й того самого об'єкта. Наприклад, елементарні частки мають їх антипод – античастку. Згідно зі Стандартною моделлю фізики елементарних часток, якщо античастку замінити часткою, то вона все одно буде діяти в рамках відомих законів фізики таким же чином. Виходячи з цього, виходить, що при створенні Всесвіту мала зберігатися симетрія, тобто матерія і антиматерія повинні були з'явитися в рівних кількостях.
Але цього не сталося, і насправді це дуже добре для нас, адже коли зустрічаються матерія та антиматерія, вони знищують одна одну. Тому, якби була подібна симетрія, то в космосі не було б атомів і жодного життя, а лише випромінювання. Сьогодні єдина антиматерія – це те, що з'являється внаслідок розпаду та взаємодії звичайних часток.
Але вчені багато десятиліть намагаються зрозуміти, як так сталося, що у Всесвіті набагато більше матерії, ніж антиматерії. Це означає, що десь лінія симетрії того, як матерія та антиматерія взаємодіють із законами фізики, була порушена. Це порушення називають порушенням CP-інваріантності. Наразі вченим відомо, що порушення CP-інваріантності відбувається при слабкій взаємодії. Це одна з фундаментальних сил природи, яка відповідає за радіоактивний розпад усередині атомів.
10 років тому експеримент на ВАК показав, що порушення CP-інваріантності відбувається також при розпаді мезонів, коли версії цих часток з матерії та антиматерії поводяться по-різному при розпаді. Усі атоми складаються з протонів та нейтронів, а вони у свою чергу складаються з трьох елементарних часток, які називаються кварками. Частки, що скаладаються з трьох кварків, називаються баріонами, та якщо з двох – мезонами. І останні дуже швидко розпадаються.
Новий аналіз експерименту на ВАК 10-річної давності дозволив ученим точніше, ніж будь-коли раніше, виміряти два найбільш важливі параметри у порушенні CP-інваріантності при розпаді мезонів.
Вчені вивчили розпад сотень тисяч мезонів та проаналізували головні властивості цього процесу, які відрізняються залежно від того, чи є мезон часткою матерії чи антиматерії. Як показує дослідження, мезони можуть коливатись між станом матерії та антиматерії, і при цьому вони мають трохи різну масу. Це пов'язано з тим, що мезони є сумішшю своїх станів матерії та антиматерії, що дозволяє їм коливатися між цими станами.
Фізики змогли виміряти властивості розпаду мезонів із безпрецедентною точністю. Але розпад мезонів не дає повної відповіді, чому матерії у Всесвіті більше, ніж антиматерії. У той же час краще розуміння порушення CP-інваріантності, яке порушує симетрію і лежить в основі розпаду мезонів, допоможе обмежити моделі, які намагаються пояснити дивну асиметрію, що діяла в фундаментальній силі природи на початку історії Всесвіту, що призвело до створення космосу з переважанням матерії, кажуть вчені.
Источник: focus.ua
