Протоны и антипротоны являются «зеркальными отражениями», подтвердили ученые
AstroNews.ru - 13 Августа 2015 12:47:29
При проведении строжайшего теста фундаментального свойства Стандартной модели физики элементарных частиц, известного как CPT-симметрия, исследователи из коллаборации BASE, возглавляемой исследовательским институтом RIKEN Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), выполнили самые точные на сегодняшний день измерения отношения масс протона и его «антагониста» антипротона к зарядам этих частиц. При проведении этой научной работы использовался Замедлитель протонов CERN, устройство, дающее возможность получения антипротонов с низкими энергиями для исследований антиматерии.
CPT-инвариантность – которая проверялась в этом эксперименте – означает, что система не меняется, если изменить на противоположные три её фундаментальных свойства: C (charge) ¬ заряд, позволяющий отличить материю от антиматерии; P (parity) – четность, подразумевающую «переворот» в пространстве на 180 градусов; T (time) – время. CPT-инвариантность является ключевым свойством в концепции Стандартной модели и из него следует, что античастицы должны быть точными «зеркальными отражениями» частиц нормальной материи и отличаться от них лишь зарядами.
В ходе исследования физики во главе со Стефаном Ульмером сначала замедляли пары «антипротон- водородный анион (источник протонов)» в Замедлителе антипротонов, а затем производили дальнейшее замедление этих пар в магнитной ловушке Пеннинга до сверхнизких энергий. Далее ученые измеряли циклотронные частоты полученных пар, определяя с их помощью отношение масса/заряд для каждой пары. В общей сложности исследователи провели измерения для 6500 таких пар и обнаружили, что измеренные отношения отличаются между собой не более чем на 69 частей на миллиард. Это стало подтверждением положения о том, что материя и антиматерия с погрешностью в пределах одной части на миллион ведут себя одинаковым образом.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.