Физики нашли след новой частицы, которая может объяснить преобладание материи во Вселенной
Ученые из Курчатовского института обнаружили необычное поведение нейтронов при распаде. Оно не укладывается в рамки Стандартной модели — действующей теории элементарных частиц — и может указывать на существование новой, еще не открытой частицы.
Одна из главных загадок физики — почему после Большого взрыва во Вселенной осталось вещество. Теория предсказывает, что материя и антиматерия должны были родиться в равных количествах и полностью аннигилировать при контакте друг с другом, оставив только излучение. Однако этого не произошло: мы живем в мире, где вещество есть, а антивещества почти нет. Эта проблема — «барионная асимметрия» — остается нерешенной уже больше полувека.
Исследователи из Петербургского института ядерной физики (входит в структуру Курчатовского центра) решили взглянуть на самый простой элементарный процесс — распад нейтрона. Они провели серию очень точных измерений и обнаружили, что поведение продуктов распада немного, но стабильно отличается от теоретического прогноза. Это может означать, что в дело вмешивается что-то еще — некая неучтенная частица.
По расчетам, эта неизвестная частица должна быть отдаленно похожей на уже известные бозоны, которые отвечают за слабое взаимодействие (то, что управляет ядерными распадами). Она почти не вступает в контакт с обычным веществом и потому ускользает от детекторов. В ускорителях ее сигнал слишком слабый, а вот в реакторах, где нейтроны распадаются медленно и предсказуемо, шанс ее заметить выше.
Сейчас в Петербурге строят установку, которая позволит втрое повысить точность измерений распада нейтрона. Это может помочь заметить отклонения, указывающие на новую частицу. Параллельно физики планируют еще один эксперимент — уже с нейтрино. Если теория верна, вместе с неизвестной частицей должно существовать и особое «стерильное» нейтрино — крайне слабо взаимодействующее с материей.
Астрофизики приблизились к разгадке тайны нейтрино
Если обе догадки подтвердятся, то появится физически обоснованное объяснение, откуда взялась асимметрия — и почему материя выжила, а антиматерия исчезла. А значит, почему наша Вселенная в ее нынешнем виде вообще существует.
Подробнее про антиматерию — что это такое, откуда она взялась, куда исчезла и при чем тут бананы — рассказываем в этом материале.
Иллюстрация Science Photo Library
