Еще одно доказательство преимущества материи над антиматерией

Недавно физики сумели установить с известной долей вероятности, что солнечные нейтрино имеют массу и превращаются в другие виды нейтрино на пути от Солнца к Земле. А только что физики из Стэндфордского университета объявили о новом прорыве в изучении основ материи.

Однако для начала следует немного остановиться на нейтринном вопросе. Группа канадских, американских и британских физиков изучают уже три года эти элементарные частицы в канадской Нейтринной обсерватории в Sudbury (SNO), провинция Онтарио. Обсерватория находится в самой глубокой шахте Северной Америки на глубине 2000 метров под землей.

Напомним, что существуют три вида нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино, соответствующие трем основным категориям элементарных частиц. Будучи самыми маленькими из известных частиц, нейтрино пронизывают материю без столкновений и следа. Именно по этой причине приходится прилагать огромные усилия для их регистрации.

Электронные нейтрино, связанные с электронами, испускаются в большом количестве в результате процессов ядерного синтеза на Солнце или во время взрывов сверхновых звезд. Солнце производит более двухсот триллионов нейтрино в секунду, тогда как взрыв сверхновой высвобождает в 1000 раз больше нейтрино, чем количество этих частиц, которое Солнце произвело за 10 миллиардов лет своего существования. Каждую секунду миллиарды нейтрино пронизывают человеческое тело. До сих пор экспериментальные измерения давали определенное расхождение между количеством нейтрино, приходящим на Землю от Солнца, и предсказаниями теории. Исследователям из SNO удалось установить, что электронные нейтрино превращаются в нейтрино другого типа во время своего путешествия к Земле. "Мы почти уверены теперь в том, что разногласия в количествах нейтрино не объясняются ошибками исследователей, а, скорее всего, тем, что происходит превращение нейтрино на пути от Солнца до Земли", объясняет Арт МакДональд, директор данного проекта Обсерватории и профессор физики Королевского университета Кинстона.

Такое превращение нейтрино подтверждает давние подозрения ученых, что нейтрино имеют массу. Благодаря этому достижению, стало возможным определить верхний предел совокупной массы нейтрино. Согласно Хемишу Робертсону, профессору физики Univercity of Washington, что в Сиетле, "даже если бы во Вселенной существовало фантастически огромное количество нейтрино, их масса составляла бы лишь малую часть общей массы и энергии". Таким образом, оказываются перечеркнутыми надежды, возлагаемые на нейтрино, как главному носителю скрытой массы, а вопрос о ней обостряется еще больше и приобретает новые аспекты. "Нейтрино сами по себе не могут объяснить догадку нехватки массы во Вселенной", подчеркивает сотрудник SNO Клиренс Вирчю.

Между тем, участники международного проекта, базирующегося в Стэнфорде, приблизились к пониманию механизмов, породивших нашу Вселенную. Речь идет о наблюдающемся перевесе материи над антиматерией. Сразу после так называемого "Большого взрыва", давшего начало нашему миру, количество материи и антиматерии было одинаковым. За довольно короткий промежуток времени они уничтожили друг друга. Однако материи почему-то оказалось "чуть" больше, что было достаточно для формирования всего разнообразия окружающего нас мира.

Мы уже рассказывали о том, что физикам из ЦЕРНа и американской Лаборатории им. Ферми удалось доказать существование давно известного теоретикам нарушения зарядовой и четной симметрии. Еще в 1967 году академик Андрей Сахаров высказал мнение, что именно оно и обеспечило когда-то "превосходство" материи над антиматерией. Теперь группа, работающая на детекторе BaBar Стэндфордского линейного ускорителя, обнаружила признаки того же нарушения симметрии у других тяжелых частиц - Б мезонов. Это означает, что физики имеют достоверные доказательства нарушения симметрии уже у двух элементарных частиц.

Таким образом, физики сумели точно и непосредственно измерить один из важнейших параметров микромира. Правда, подобные достижения ставят в тупик сторонников так называемой Стандартной модели микромира. "Дело в том, что объем нарушения симметрии, допускаемый Моделью, недостаточен для объяснения наблюдаемого превосходства материи во Вселенной", говорит профессор Тацуя Накада из ЦЕРНа. Кстати, этот институт планирует расширить исследования в этой области, когда в 2006 году вступит в строй Большой хадроновый коллайдер.

Физики, работающие на BaBar, уверены, что они на пороге больших открытий. Представитель проекта Стиуарт Смит считает, что "неизбежны сюрпризы, открывающие новые направления в физике элементарных частиц".

перейти к началу страницы