За словами оксфордських фізиків, які аналізують дані Великого адронного коллайдера, субатомна частка може перемикатися між матерією і антиречовиною. Виявляється, незбагненно крихітна різниця у вазі двох часток могла врятувати Всесвіт від анігіляції незабаром після його початку.
Антиречовина – свого роду «злий двійник» нормальної матерії, але вона дивно схожа – насправді, єдина реальна різниця в тому, що антиречовина має протилежний заряд. Це означає, що якщо коли-небудь стикнеться матерія і частка антиречовини, вони знищать одна одну у вигляді сплеску енергії.
Щоб ускладнити ситуацію, деякі частки, такі як фотони, насправді є власними античастками. Інші навіть існували як химерна суміш обох станів одночасно, завдяки поняттю квантової примхи суперпозиції (найкраще проілюстрованою уявним експериментом з котом Шредінгера). Це означає, що ці частки фактично коливаються між матерією і антиречовиною.
І ось до цього ексклюзивного клубу приєдналася нова частка – чарівний мезон. Ця субатомна частка зазвичай складається з чарівного кварка і антикварка, в той час, як її еквівалент в антиречовині складається з чарівного антикварка і кварка. Зазвичай ці стани відокремлені, але нове дослідження показує, що чарівні мезони можуть спонтанно переключатися між ними.
Теж цікаво:
- Темну матерію пояснили за допомогою таємничої сили в четвертому вимірі
- Українські фізики долучилися до відкриття нової елементарної частки – одерона
Що в кінцевому підсумку видало секрет, так це те, що ці два стани мають трохи різні маси. І мається на увазі «трохи» до крайності – різниця всього 0,00000000000000000000000000000000000001 грам.
Це неймовірно точне вимірювання було отримано з даних, зібраних під час другого запуску Великого адронного коллайдера фізиками Оксфордського університету. Чарівні мезони утворюються на LHC в протон-протонних зіткненнях, і зазвичай вони проходять лише кілька міліметрів, перш ніж розпадуться на інші частки.
Порівнюючи чарівні мезони, які прагнуть подорожувати далі, з тими, які розпадаються раніше, команда визначила відмінності в масі як головний фактор, що визначає, перетворюється зачарований мезон на антизачарований чи ні.
Ця крихітна знахідка може мати гігантські наслідки для Всесвіту. Згідно зі Стандартною моделлю фізики елементарних часток, Великий вибух повинен був утворити матерію і антиречовину в рівних кількостях, і з часом все це зіткнулося б і анігілювало, залишивши космос дуже порожнім місцем. Очевидно, цього не сталося, і якимось чином матерія стала домінувати, але що викликало цей дисбаланс?
Одна з гіпотез, висунута новим відкриттям, полягає в тому, що частки, подібні зачарованому мезону, переходитимуть з антиречовини в матерію частіше, ніж з матерії в антиречовину. Дослідження того, чи правда це – і якщо так, то чому – може стати важливим ключем до розгадки однієї з найбільших загадок науки.
Читайте також: