Добавить в избранное
Инфореактор
Войти через социальную сеть
Вконтакте Facebook
или
Войти
О насО нас Предложить материал Вопросы
ВКонтакте
Facebook
Твиттер
Одноклассники
Наш канал в Telegram
RSS

Ученые: материя и антиматерия являются зеркальными отражениями друг друга

14:58 14.08.2015 1087

Ученые: материя и антиматерия являются зеркальными отражениями друг друга
Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Для этого нужно пройти по ссылке и нажать кнопку Join.

Ученые сделали ряд открытий, которые дают возможность утверждать, что материя и антиматерия являются полным зеркальным отражением друг друга. Однако теперь перед учеными встает другой вопрос: почему во Вселенной материи гораздо больше, чем антиматерии.

Материя состоит из протонов, нейтронов или электронов. У каждой такой частицы есть противоположность — антипротон, антинейтров и позитрон, которые обладают такой же массой, но противоположным электрическим зарядом. Хотя нейтроны и антинейтроны несут нейтральный заряд, они состоят из так называемых кварков, обладающих фракционным электрическим зарядом. Заряды кварков равны и противоположны друг другу в нейтронах и антинейтронах.

Вселенная состоит из материи. Самая большая загадка в том, почему во Вселенной количество антиматерии не равно количеству материи, ведь согласно классическим теориям, Большой взрыв 13,7 миллиардов лет назад произвел равное количество тех и других частиц. Если материя и антиматерия являются зеркальным отражением друг друга, то никакой материи вообще не должно было остаться — при столкновении противоположные частицы аннигилируются, выделяя энергию.

Физики-теоретики подозревают, что такой значительный контраст в количествах материи и антиматерии во Вселенной, известный как барионная ассиметрия, возник из-за свойств материи и антиматерии. Однако все эффекты, которые ведут к нарушению симметрии, не объясняют превосходства вещества над антивеществом.

Потенциальное объяснение могло бы заключаться в свойствах материи и антиматерии — например, может антипротоны распадаются быстрее протонов. Если было бы найдено такое различие, даже в малой степени, «это полностью бы изменило современные представления о фундаментальных законах физики», как сказал учёный Стефан Ульмер.

Ученые провели тесты с максимально возможной точностью, сравнивая протон и антипротон. Исследованию подвергся удельный электрический заряд в 6500 парах этих частиц в течение 35 дней. Чтобы антиматерия и материя не взаимодействовали, учёные использовали магнитные поля. Велись наблюдения за циклическим движением частиц в магнитных полях. Ученые тогда использовали не простой протон, а негативно заряженный ион водорода, который состоит из протона и двух электронов. Это было сделано для облегчения эксперимента.

Исследователи обнаружили, что удельный электрический заряд у протонов и антипротонов «одинаков лишь у 69 частиц из триллиона».

Вдобавок, ученые открыли, что удельный электрический заряд варьируется не более чем у 720 частиц из триллиона за то время, как Земля оборачивается вокруг своей оси. Это дает основание считать, что протоны и антипротоны ведут себя точно также, когда движутся в пространстве с той же скоростью. Следовательно, частицы не нарушают принципа CPT-инвариантности.

CPT-инвариантность лежит в основе стандартной физики частиц и описывает то, как элементарные частицы, из которых состоит Вселенная, ведут себя. Ученые пока еще не столкнулись с каким-либо случаем нарушения этой инвариантности. «Любое зарегистрированное отклонение изменило бы всё наше представление о Вселенной», — говорит Ульмер.

Удельный электрический заряд различался лишь у 870 частиц из миллиарда в гравитационном поле Земли. Это подтверждает принцип эквивалентности сил гравитации и инерции, утверждающий, что материя движется с одинаковой скоростью в одном и том же гравитационном поле. Этот принцип лежит в основе Общей теории относительности, которая на сей день лучше всего объясняет физические законы мира. Пока не зарегистрировано ни одного случая отклонений от него.

Ученые планируют продолжить эксперимент, используя стабильные магнитные поля и новые инструменты исследования.

Источник материала: space.com


Загрузка...
Комментарии для сайта Cackle
Отправить сообщение об ошибке?
Ваш браузер останется на этой же странице
Спасибо!