Группа ученых ЦЕРН провела серию экспериментов, из результатов которых следует, что нашей Вселенной не должно быть. Она должна была уничтожить сама себя в самом начале своего существования из-за равного количества материи и антиматерии.
Почему антиматерия не стала причиной уничтожения Вселенной в начале времен – одна из загадок современной физики. Согласно Стандартной модели, Большой взрыв привел к образованию равного количества материи и антиматерии. Насколько известно сегодня, они полностью идентичны друг другу и отличаются только знаком электрического заряда, а значит, в теории при взаимодействии они должны взаимоуничтожаться; в процессе происходит выброс большого количества энергии – это самая эффективная реакция, известная современной физике. Поскольку аннигиляции, очевидно, не случилось, ученые пытаются найти еще какую-нибудь разницу между веществом и антивеществом, которая объяснила бы, почему они не уничтожают друг друга.
Одной из последних надежд в этом вопросе были магнитные свойства протонов и антипротонов. Подготовка к эксперименту по их измерению шла последние десять лет. Сначала исследователи измерили магнитный момент протона, пойманного в ловушку из магнитного поля, – результаты опытов были опубликованы в 2014 году.
В 2015 году ученые сумели поймать и удержать антипротон в ловушке Пеннинга. Это сложная задача, так как античастица аннигилирует при взаимодействии с любым веществом и «просачивается» из ловушек, если в их конструкции есть малейшие несовершенства; к настоящему времени в ЦЕРН побили рекорд по удержанию античастиц – более 400 дней. После этого стало возможным измерение магнитного момента и для антипротона. Полученная величина оказалась равна −2,7928473441 μN. За исключением отрицательного знака, она соответствует той, что была получена для протона три года назад.
Асимметрия между материей и антиматерией обязана существовать, подчеркивают ученые, – просто пока мы не можем ее найти. Исследователи будут продолжать искать разницу с помощью более точных измерений и компьютерных моделей. Следующий эксперимент ЦЕРН, который может пролить свет на тайну взаимодействия вещества с антивеществом, называется Альфа. В нем физики исследуют гравитационные свойства антиматерии и должны понять, может ли она ''падать вверх'' – то есть существует ли ''антигравитация''.