eng
Просмотры: 931
04.07.2017
Новые сверхточные замеры массы протона показали, что эта элементарная частица весит заметно меньше, чем раньше считали ученые, что может пролить свет на главную "пропажу" Вселенной, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org.
"Подобные расхождения могут как указывать на "новую физику", так и на ошибки при проведении экспериментов, которые авторы исследования просто не заметили. Конечно, в 99% случаев справедлив второй вариант — мы не так часто наталкиваемся на какие-то новые физические принципы", — заявил Питер Мор (Peter Mohr), член Комитета по данным для науки и техники, определяющего все фундаментальные константы, чьи слова приводит журнал New Scientist.
Как сегодня считают ученые, в первые мгновения после Большого взрыва возникло равное количество материи и антиматерии. При этом Стандартная модель физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и физические свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.
Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их частицы должны были уничтожить друг друга. Поэтому возникает вопрос — куда "пропала" антиматерия и почему существует Вселенная.
Считается, что одна из причин этой "асимметрии Вселенной" может заключаться в существовании небольших, но достаточно существенных различий в устройстве и свойствах частиц материи и антиматерии. За последние годы физики нашли несколько намеков на то, что такие различия — например, в массе протонов и антипротонов — все же существуют, однако их точное измерение затрудняется низкой точностью приборов и микроскопическими масштабами этой асимметрии.
Свен Штурм (Sven Sturm) из Института ядерной физики в Гейдельберге (Германия) и его коллеги приблизились к получению окончательного ответа на этот вопрос, повысив точность измерения массы протона в три раза по сравнению с теми значениями, которые указаны в последнем каталоге Комитета по данным для науки и техники.
Ученым удалось добиться этого благодаря созданию специальной ловушки, способной удерживать в себе лишь один протон и полностью изолировать его от внешнего мира. Этот протон ученые охладили до температур, близких к абсолютному нулю, что вынудило его стоять на месте, и затем пропустили через магнитное поле. Это заставило протон колебаться с частотой, которая зависит от его массы.
Для сравнения ученые провели аналогичную операцию с одиночным атомом углерода, лишенным половины электронов, после чего сравнили частоты их колебаний для вычисления массы частицы. Как показали эти расчеты, масса протона равна 1,0072764665831529 атомных единиц массы, что на 0,000000029% меньше текущего значения этой константы.
Подобные расхождения, как подчеркивают ученые, являются статистически значимыми и они проявляли себя в нескольких повторных экспериментах, которые Штурм и его коллеги проводили после получения аномальных результатов.
В ближайшее время физики из Германии планируют повысить точность замеров массы примерно в шесть раз для проверки этих выводов. Если они подтвердятся, то тогда, как надеются ученые, у нас появятся первые намеки на то, где нужно искать следы исчезнувшей антиматерии.
Как сегодня считают ученые, в первые мгновения после Большого взрыва возникло равное количество материи и антиматерии. При этом Стандартная модель физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и физические свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.
Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их частицы должны были уничтожить друг друга. Поэтому возникает вопрос — куда "пропала" антиматерия и почему существует Вселенная.
Считается, что одна из причин этой "асимметрии Вселенной" может заключаться в существовании небольших, но достаточно существенных различий в устройстве и свойствах частиц материи и антиматерии. За последние годы физики нашли несколько намеков на то, что такие различия — например, в массе протонов и антипротонов — все же существуют, однако их точное измерение затрудняется низкой точностью приборов и микроскопическими масштабами этой асимметрии.
Свен Штурм (Sven Sturm) из Института ядерной физики в Гейдельберге (Германия) и его коллеги приблизились к получению окончательного ответа на этот вопрос, повысив точность измерения массы протона в три раза по сравнению с теми значениями, которые указаны в последнем каталоге Комитета по данным для науки и техники.
Ученым удалось добиться этого благодаря созданию специальной ловушки, способной удерживать в себе лишь один протон и полностью изолировать его от внешнего мира. Этот протон ученые охладили до температур, близких к абсолютному нулю, что вынудило его стоять на месте, и затем пропустили через магнитное поле. Это заставило протон колебаться с частотой, которая зависит от его массы.
Для сравнения ученые провели аналогичную операцию с одиночным атомом углерода, лишенным половины электронов, после чего сравнили частоты их колебаний для вычисления массы частицы. Как показали эти расчеты, масса протона равна 1,0072764665831529 атомных единиц массы, что на 0,000000029% меньше текущего значения этой константы.
Подобные расхождения, как подчеркивают ученые, являются статистически значимыми и они проявляли себя в нескольких повторных экспериментах, которые Штурм и его коллеги проводили после получения аномальных результатов.
В ближайшее время физики из Германии планируют повысить точность замеров массы примерно в шесть раз для проверки этих выводов. Если они подтвердятся, то тогда, как надеются ученые, у нас появятся первые намеки на то, где нужно искать следы исчезнувшей антиматерии.
Комментарии читателей
