Физики из ЦЕРНа сделали важный шаг к пониманию того, почему Вселенная не растворилась в воздухе из-за аннигиляции материи и антиматерии. В экспериментах на Большом адронном коллайдере (БАК) учёные обнаружили асимметрию между частицами материи и антиматерии, известную как CP-нарушение.
Ранее этот эффект наблюдался только у мюонов, но теперь он впервые зарегистрирован у барионов — частиц, составляющих большую часть видимой материи во Вселенной.
«Это говорит о том, что материя и антиматерия немного различаются в более широком диапазоне частиц, а это значит, что основные законы физики действуют на них по-разному», — пояснил физик ЦЕРН Сюэтин Ян, ведущий автор исследования.
Чтобы сделать это открытие, учёные проанализировали около 80 000 распадов частиц, зарегистрированных Большим адронным коллайдером (БАК) в период с 2011 по 2018 год. Они сосредоточились на барионе лямбда-b (Λb) и его античастице и сравнили их модели распада. При неизменной CP-симметрии частицы и античастицы распадаются одинаково, но с зеркальным различием.
Обратите внимание: Новая военная техника позволит солдатам видеть в … полной темноте.
Однако эксперимент выявил относительное различие в 2,5%.«Это может показаться небольшим значением, но результат статистически достаточно значим, чтобы показать, что распады Λb и анти-Λb различны, что подтверждает нарушение CP-симметрии в барионах», — сказал Ян.
результаты достигли статистической значимости 5,2 сигма, что означает, что вероятность случайного отклонения составляет всего один на десять миллионов.
Почему это важно?
Согласно теории, Большой взрыв должен был создать равное количество материи и антиматерии, которые затем аннигилировали бы, оставив после себя пустую Вселенную. Однако этого не произошло, что позволяет предположить, что некий неизвестный фактор привел к небольшому преобладанию материи.
Нарушение CP-симметрии является одним из возможных объяснений этой асимметрии. Хотя Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает существование нарушения CP-симметрии, наблюдаемые уровни энергии слишком малы, чтобы полностью объяснить эту асимметрию.
«Нарушение CP-симметрии необходимо для объяснения асимметрии материи и антиматерии, но её масштаб в природе должен быть гораздо больше, чем предсказывает Стандартная модель», — сказал Ян. «Это предполагает существование новой физики за пределами Стандартной модели».
Хотя новые результаты согласуются с предсказаниями Стандартной модели, они открывают путь к дальнейшим исследованиям. Учёные надеются, что изучение нарушения CP-симметрии в барионах приведёт к открытию новых законов физики.
Исследование было опубликовано в журнале .
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Физики из CERN сделали важный шаг к пониманию того, почему Вселенная не исчезла в результате аннигиляции материи и антиматерии.
- Впервые международная группа астрономов зафиксировала начало формирования планет вокруг молодой звезды, обнаружив рождение первых твердых частиц, которые со временем могут превратиться в планеты
- Международная команда астрономов под руководством Марии Кристины Баглио из Национального института астрофизики (INAF) впервые определила источник рентгеновского излучения в редкой двойной системе, содержащей миллисекундный пульсар