Антипротоны теперь можно измерить

Международная команда ученых-физиков впервые точно измерила силу взаимодействия антипротонов – частиц антиматерии.

В ходе экспериментов на американском коллайдере RHIC исследователи разогнали ионы золота до близкой к световой скорости. Таким образом им удалось узнать, в чем корни барионной асимметрии Вселенной.

Теперь физики могут приступить к серьезному изучению сложных ядер атомов антиматерии

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Эксперименты проводились на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC), который расположен в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. В исследовании участвовала международная команда физиков, в том числе российских. В коллайдере RHIC сталкиваются разогнанные почти до световых скоростей ионы золота. В результате этих столкновений на очень короткое время создаются условия, в которых находилось вещество через мгновения после Большого взрыва.

Как принято считать сегодня, в момент рождения Вселенной частицы и античастицы должны были появляться в равных количествах. Однако сейчас антиматерии во Вселенной нет. Ученые надеются выяснить, в чем причина этой асимметрии. При анализе данных с RHIC они обнаружили следы сильного взаимодействия пары антипротонов.

Сильное взаимодействие – одно из четырех фундаментальных взаимодействий в физике. В нем участвуют кварки, глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами. Именно они удерживают атомы от распада на протоны и нейтроны, а элементарные частицы – от распада на кварки. Принято считать, что на ранних этапах развития Вселенной существовало единое сильное и электрослабое взаимодействие, из которого на инфляционной стадии (в промежутке экспоненциального расширения) произошло выделение сильного взаимодействия.

Физиков интересовало, в чем причина отсутствия антиматерии во Вселенной и не может ли она крыться в том, что характер сильных взаимодействий между ее частицами может немного, но отличаться от того, как взаимодействуют друг с другом протоны, нейтроны и прочие обитатели микромира материи. Оказалось, что все параметры, включая силу взаимодействия антипротонов, идентичны. «Они совершили очень трудное измерение», – говорит физик Уильям Гиббс из государственного университета Нью-Мехико.

Все это, как объясняют ученые, говорит о том, что корни барионной асимметрии Вселенной – преобладания вещества над антивеществом в наблюдаемой Вселенной – следует искать в каком-то другом месте. Теперь физики могут приступить к серьезному изучению сложных ядер атомов антиматерии – антидейтерия, антитрития, антигелия-3 и 4, полученных на том же RHIC.