Ученые считают существование нашей Вселенной парадоксом

Международная группа физиков с рекордной точностью измерила энергию перехода позитрона в атоме антиводорода из основного в возбужденное состояние. Оказалось, что она соответствует таковой у водорода, что исключает нарушение фундаментальной симметрии во Вселенной (CPT-симметрии). Обнаружение отклонений в последней могло бы объяснить преобладание вещества над антивеществом. Статья ученых опубликована в журнале Nature.

CPT-симметрия подразумевает, что физические процессы в веществе протекают так же, как и в том случае, если все частицы заменить на античастицы, отразить их в зеркале и запустить время в обратном направлении. Согласно этой концепции, энергия перехода позитрона при поглощении двух фотонов с одного уровня на другой (1S–2S) должна быть равна энергии 1S–2S-перехода электрона в атоме водорода. В 2016 году удалось доказать равенство с точностью, большей, чем две части на 10-10.

В новом эксперименте ученые коллаборации ALPHA (ЦЕРН) изучили сверхтонкую структуру атома антиводорода, которая образуется благодаря расщеплению энергетических уровней на несколько подуровней. Это происходит из-за особенностей взаимодействия магнитного момента позитрона с магнитным моментом антипротона. Поскольку антивещество при контакте с обычным веществом аннигилирует, для исследования была использована магнитная ловушка, в которую удалось поймать 20 атомов антиводорода.

Атомы облучали электромагнитной радиацией (лазером или микроволнами), в результате чего в них происходил переход 1S–2S, а сами они вырывались из ловушки и сталкивались со стенками аппарата и аннигилировали, рождая пионы. Последние регистрировались детектором.

Оказалось, что форма спектральной линии и резонансная частота соответствовали таковым у атома водорода. Точность измерения составляла две части на 10−12, что на два порядка превышает прошлый результат.

Как пишет издание Science Alert, небольшое нарушение CPT-симметрии могло бы объяснить, почему существует вещество во Вселенной. Считается, что в момент зарождения последней в ней присутствовало одинаковое количество вещества и антивещества, которые должны были аннигилировать. Однако отклонение меньшее, чем две триллионных, менее вероятно могло внести вклад в преобладание обычной материи. Такой результат сильно ограничивает применимость различных теорий, объясняющих этот парадокс.

Комментарий (5)

  • ivanof| 11.04.2018

    Если бы я встретил антисебя, то пионов было бы куда больше! Сплошная аннигиляция!
    А статейка — очень хорошая. Умная и поучительная.
    Отписаться, что ли?

  • lewscha| 11.04.2018

    То есть они сначала синтезировали нечто, выловили это из потока других частиц, а потом убедились что они поймали именно то что ловили…
    С технологической точки зрения это конечно прорыв.
    Но что то я не вижу, что нового мы узнали…
    Ах, ну да, окончательно зарезали парочку бредовых теорий.

  • golenev55| 12.04.2018

    Изучать физику явления 20 частиц в ловушке, равнозначно изучению биологии жизни медведя,его пищевых пристрастий,размножений в условиях клетки загаженного зоопарка.

  • mas2001| 12.04.2018

    Если на расстоянии порядка миллионов или миллиардов световых лет есть огромные облака антиводорода, то скрее всего они излучают электоромагнитные волны с длиной 21 см. Вопрос можно ли отличить радиоизлучение нейтрального водорода от антиводорода?

  • dedik46| 13.04.2018

    Большинство из нас смотрит на Вселенную через узкое окошко,откуда виден только один «цвет»,или только одна реальность,вместо бесконечно широкого спектра реальносьей.Глядя на Вселенную через это узкое окошко,мы воспринимаем мир как последовательность событий:согласно такому восприятию,все события следуют во времени одно за другим.Но на самом деле это не обязательно так.

  • Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.