Ученые из Университета Сассекса измерили свойство нейтрона - фундаментальной частицы во вселенной - более точно, чем когда-либо прежде. Их исследование является частью исследования того, почему во Вселенной осталась материя, то есть почему вся анти-материя , созданная в результате Большого взрыва, просто не уничтожила её.
Команда, в состав которой входила Лаборатория Резерфорда Эпплтона из Совета по научно-техническому оборудованию (STFC) в Великобритании, Институт Пола Шеррера (PSI) в Швейцарии и ряд других учреждений, изучала, действует ли нейтрон как «электрический компас». Считается, что нейтроны имеют слегка асимметричную форму, слегка положительные на одном конце и слегка отрицательные на другом - немного похоже на электрический эквивалент стержневого магнита. Это так называемый «электрический дипольный момент» (EDM), и это то, что команда искала.
Это важная часть пазла в загадке, почему материя остается во Вселенной, потому что научные теории о том, почему осталась материя, также предсказывают, что нейтроны обладают свойством «электрического компаса» в большей или меньшей степени. Измерение этого затем помогает ученым приблизиться к истине о том, почему материя продолжает существовать.
Команда физиков обнаружила, что нейтрон имеет значительно меньшую ЭДМ, чем предсказывали различные теории о том, почему материя остается во Вселенной; это снижает вероятность того, что эти теории были правильными, поэтому они должны быть изменены или найдены новые теории. Фактически в литературе говорится, что за эти годы измерения ЭДМ, рассматриваемые как набор, вероятно, опровергли больше теорий, чем любой другой эксперимент в истории физики. Результаты были обнародованы 28 февраля 2020 года, в журнале Physical Review Letters.
Профессор Филип Харрис, руководитель Школы математических и физических наук и руководитель группы EDM в Университете Сассекса, сказал:
«Мы установили новый международный стандарт для чувствительности этого эксперимента. То, что мы ищем в нейтроне - асимметрия, которая показывает, что оно положительно на одном конце и отрицательно на другом - невероятно крошечный. Наш эксперимент смог измерить это настолько подробно, что если бы асимметрия могла быть увеличена до размеров футбольного мяча, то футбольный мяч, увеличенный на ту же величину, заполнил бы видимую Вселенную».
Эксперимент представляет собой модернизированную версию аппарата, первоначально разработанного исследователями из Университета Сассекса и Лаборатории Резерфорда Эпплтона (RAL), и который с 1999 года по настоящее время непрерывно удерживал мировой рекорд по чувствительности.
Последние результаты исследователей поддержали и улучшили результаты их предшественников: был установлен новый международный стандарт. Размер EDM все еще слишком мал, чтобы измерить его с помощью инструментов, которые использовались до сих пор, поэтому некоторые теории, которые пытались объяснить избыток вещества, стали менее вероятными. Поэтому пока что загадка остается не разгаданной.
Следующее, более точное измерение уже разрабатывается в PSI. Коллегия PSI планирует начать следующую серию измерений к 2021 году.
Оригинал: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200228142022.htm