Крошечные частицы могут указывать на ранние вселенские процессы, которые благоприятствуют материи над антивеществом
Крошечные субатомные частицы, называемые нейтрино, могут помочь ответить на действительно большой вопрос: почему вообще что-то существует.
Новый результат подтверждает более ранние намеки на то, что нейтрино ведут себя не так, как их коллеги по антивеществу , антинейтрино, физики из отчета T2K по эксперименту с нейтрино. Если подтверждено, расхождение частиц может помочь показать, как вселенная избегает превращаться в пустую пустошь.
Космос наполнен материей. Его аналог, антивещество, встречается гораздо реже. Но в новорожденном космосе оба существовали в равной мере. Поскольку частицы материи и антивещества аннигилируют друг с другом, когда они собираются вместе, это должно было оставить космос заполненным только энергией.
Чтобы вселенная сформировалась, как мы ее знаем, что-то должно было изменить баланс к материи. Новый результат, если он будет подкреплен будущими измерениями, поддержит давнюю догадку, что нейтрино являются ключом к объяснению того, как материя взяла верх.
«Это определенно очень интересно и мотивирующе», - говорит физик по нейтрино Джорджия Карагиорги из Колумбийского университета, который не принимал участия в исследовании. Ученые T2K отказались комментировать статью, опубликованную 9 октября на arXiv.org, так как результат еще не был рецензирован.
Каждая известная частица материи имеет зеркальное отображение антиматерии с противоположным электрическим зарядом. Например, аналогом антивещества электрона является позитрон. Как правило, вещество и антивещество ведут себя одинаково, за исключением их противоположных зарядов. Но иногда они могут расходиться, эффект, известный как нарушение CP (для «четности заряда»). Теории предполагают, что если сегодня нейтрино нарушают СР, первые моменты вселенной могли быть связаны с дополнительным нарушением СР, которое объясняло бы, как преобладает материя.
Чтобы проверить нарушение СР в нейтрино, исследователи T2K отправили пучки, состоящие из нейтрино или антинейтрино, на почти 300-километровом пути через Японию в подземный детектор обсерватории Камиока в Хиде. Была причина для долгого пути: во время путешествия нейтрино могут колебаться, то есть они превращаются между тремя типами частиц - электронными нейтрино, мюонными нейтрино и тау-нейтрино. То же самое касается антинейтрино.
Пучки Т2К изначально состоят из мюонных нейтрино или мюонных антинейтрино. Исследователи посчитали, как часто частицы превращаются в электронные нейтрино или электронные антинейтрино. Полученные данные за почти десятилетие показывают, что нейтрино колебались больше, чем ожидалось, в то время как антинейтрино колебались меньше, чем ожидалось - признак нарушения СР.
По словам физика нейтрино Джонатана Линка из Virginia Tech в Блэксбурге, результат продолжает «медленное накопление» доказательств нарушения СР в нейтрино. Предыдущие результаты T2K показали ранние признаки нарушения CP ( SN: 8/8/17 ). Но новые результаты ограничивают количество нарушений CP - измеряемых величиной, известной как дельта CP - лучше, чем когда-либо прежде.
Впервые исследователи начинают сужать потенциальные значения дельта СР, делая вывод о значении трех сигм, или около 99,7% уровня достоверности, что некоторые значения невозможны. Однако ученые до сих пор не могут сказать, имеет ли место нарушение СР.
Патрисия Вале из William & Mary в Вильямсбурге, штат Вирджиния, говорит, что это захватывающее время для физики нейтрино. «Мы приближаемся к вещам, которые мы хотели измерить в течение долгого и долгого времени, поэтому каждый маленький шаг вперед довольно захватывающе », - говорит она.
Понравилась статья?! Подпишись и поставь лайк, помоги развитию канал. Всем желаю удачи и успехов.