Вещество и антивещество ведут себя по-разному

Международный консорциум ученых установил, что нейтрино и антинейтрино не являются абсолютно симметричными.

10.4K
Выбор редакции

Вещество и антивещество ведут себя по-разному

Вещество и антивещество ведут себя по-разному

Когда-то, в первые мгновения жизни Вселенной, вещества и антивещества в ней было много и поровну. Затем что-то случилось, и вещества оказалось на одну миллиардную часть больше. Основная доля вещества и антивещества аннигилировала и исчезла, оставив след в виде реликтового излучения, а эта миллиардная часть осталась, и из нее теперь состоят галактики, люди и тот компьютер, на экране которого вы читаете эту новость. Явное количественное преобладание вещества над антивеществом (его в сколько-нибудь заметных количествах пока найти не удалось) среди специалистов известно как «барионная асимметрия Вселенной» — мы о ней не так давно подробно писали.

 

Причины асимметрии пока не установлены. Ученые сходятся на том, что она основана на разном поведении вещества и антивещества при каких-то условиях. Это — нетривиальное допущение, поскольку во всех известных и доступных для экспериментального изучения ситуациях антиподы симметричны. Например, позитрон по всем своим свойствам идентичен электрону, только заряд у него положительный. И вот, оказывается, что в некоторых ситуациях антиматерия все-таки ведет себя иначе.

 

Международный эксперимент Tokai to Kamioka (T2K), проводимый в Японии, вкратце можно описать так. В одном месте (Токай, префектура Ибараки) формируется и отправляется в путь пучок мюонных нейтрино. В другом месте (Камиока, префектура Гифу) он регистрируется. Мы не будем сейчас вдаваться в подробности обоих событий, но заметим, что там есть много интересного.

 

 

Симпатичный фильм о детекторе нейтрино SUPER-KAMIOKANDE, фигурирующем в нашей истории как месте регистрации нейтрино. / © Токийский университет

 

Между точками отправки и получения — 295 км. Для нейтрино это пустяк. По дороге часть частиц осциллирует, то есть превращается в нейтрино других типов. Всего их три: мюонные, электронные и тау-нейтрино. Экспериментаторов в наибольшей степени интересуют электронные нейтрино. Их регистрируют и вычисляют вероятность превращения в них первоначального — мюонного — нейтрино. Кроме того, нейтрино способны превращаться в антинейтрино, разные виды которых также могут превращаться друг в друга. Их тоже регистрируют.

 

Выяснилось, что реальная вероятность превращения нейтрино друг в друга и в антинейтрино отличается от расчетной — при полностью симметричных нейтрино и антинейтрино. В своем пресс-релизе авторы эксперимента сообщают, что на данный момент им удалось зарегистрировать 89 электронных нейтрино вместо 67, которых следовало ожидать, если бы вещество и антивещество были идентичны. Аналогичные данные по антинейтрино — 7 против 9 ожидавшихся.

 

Малые цифры не должны нас настораживать — нейтрино известны именно тем, что слабо взаимодействуют с веществом, вследствие чего «поймать» такую частицу очень сложно. В данном случае вероятность того, что наблюдаемые отклонения от расчетов связаны с нарушением симметрии вещества и антивещества, составляет 95%. Для того чтобы считать открытие сделанным, этого еще мало, но накопление данных продолжается.

Наука

Naked Science Facebook VK Twitter
10.4K

Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку