В Китае началось масштабное исследование по поиску редких процессов распада

Международная группа исследователей из Китая начала амбициозный эксперимент под названием MACE. Специалисты из Университета Сунь Ятсена и Института современной физики Китайской академии наук намерены зафиксировать редчайшее событие — спонтанное превращение материи в антиматерию. Речь идет о переходе мюония, состоящего из положительного мюона и электрона, в его аналог — антимюоний.

Если ученым удастся наблюдать этот процесс, это станет нарушением фундаментального правила физики элементарных частиц — сохранения лептонного аромата. Такое открытие выйдет за рамки Стандартной модели и станет прямым доказательством существования так называемой «новой физики». Исследователи отмечают, что превращение мюония в антимюоний представляет собой чистый и уникальный метод изучения неизведанных областей науки, недоступных для других способов анализа.

Последнее ограничение на вероятность подобного превращения было установлено еще в 1999 году, однако новый проект ставит перед собой гораздо более высокие цели. Эксперимент MACE направлен на улучшение чувствительности более чем в 100 раз. Ученые рассчитывают обнаружить вероятности превращения порядка 10^-13. Для достижения таких показателей используется мощный пучок мюонов, а также новая мишень из силикатного аэрогеля.

Конструкция установки объединяет передовые технологии для того, чтобы максимально точно изолировать нужный сигнал от фонового шума. «Это делает MACE одним из самых чувствительных низкоэнергетических экспериментов по поиску нарушения лептонного аромата», — заявляют представители команды. В случае успеха физики смогут исследовать процессы на энергетических масштабах от 10 до 100 ТэВ, что сопоставимо с возможностями будущих коллайдеров.

Помимо основной задачи, в рамках проекта будут изучаться и другие редкие процессы распада мюония. Технологии, разработанные для этого эксперимента, включая высокоточные детекторы, в будущем могут найти применение в материаловедении и медицинских исследованиях. Данная работа является частью масштабной научной программы КНР, нацеленной на лидерство страны в области ядерной физики и физики элементарных частиц.