Сегодня, 2 августа 2004 года, физики элементарных частиц из Великобритании и всего мира, работающие над экспериментом BABAR в Стэнфордском центре линейных ускорителей (SLAC) в США, объявили о впечатляющих новых результатах, демонстрирующих существенное различие в поведении вещества и антивещества. Их открытие может помочь объяснить, почему во Вселенной, в которой мы живем, доминирует материя, а не содержит равные части материи и антиматерии.
Ускоритель SLAC PEP-II сталкивает электроны и их аналоги из антивещества, позитроны, создавая множество экзотических пар тяжелых частиц и античастиц, известных как мезоны B и анти-B. Эти редкие формы вещества и антивещества являются недолговечными и распадаются, в свою очередь, на другие более легкие субатомные частицы, такие как каоны и пионы, что можно увидеть в эксперименте BABAR.
«Если бы не было разницы между веществом и антивеществом, как B-мезон, так и анти-B-мезон имели бы совершенно одинаковую картину распадов. Тем не менее, наше новое измерение показывает пример большой разницы в скоростях затухания ». сказал Марчелло Джорджи, SLAC, Пизанский университет и INFN, официальный представитель BABAR.
Просеяв через распады более 200 миллионов пар В- и анти-В-мезонов, экспериментаторы обнаружили поразительную асимметрию вещество-антиматерия. «Мы нашли 910 примеров распада B-мезона на каон и пион, но только 696 примеров для анти-B», - объяснил Георгий. «Новое измерение во многом является результатом выдающихся характеристик ускорителя SLAC PEP-II и эффективности детектора BABAR. В настоящее время ускоритель работает в 3 раза быстрее, чем проектные, и BABAR способен регистрировать около 98% столкновений ».
В то время как BABAR и другие эксперименты уже наблюдали асимметрию вещества и антивещества, это было впервые, когда было обнаружено различие простым подсчетом числа распадов мезонов B и анти-B до одного и того же конечного состояния. Этот эффект известен как прямое нарушение CP и составляет 13%; аналогичный эффект имеет место для распадов Каонов и АнтиКаонов, но только на уровне 4 частей на миллион!
«Это сильный, убедительный сигнал о прямом нарушении СР в распадах В, тип асимметрии вещества и антивещества, который, как ожидалось, существует, но ранее не наблюдался. С этим открытием полная картина асимметрии вещества и антивещества становится единой картиной. Я очень взволнован и рад, что один из моих аспирантов, Карлос Чавес, который в настоящее время работает в SLAC, принял непосредственное участие ». сказал Христос Тураманис из Университета Ливерпуля.
Дэн Бауэрман, член команды BABAR из Имперского колледжа, добавляет: «Когда Вселенная началась с большого взрыва, вещество и антивещество были созданы в равных количествах. Однако все наблюдения указывают на то, что мы живем во вселенной, созданной только из материи. Итак, мы должны спросить, что случилось с антивеществом? Работа в BABAR приближает нас к ответу на этот вопрос ».
Тонкие различия между поведением вещества и антивещества должны быть ответственны за дисбаланс материи и антивещества, который развился в нашей вселенной. Но наши современные знания об этих различиях неполны и недостаточны для объяснения доминирования наблюдаемой материи. Нарушение СР является одним из трех условий, изложенных российским физиком Андреем Сахаровым для объяснения наблюдаемого дисбаланса вещества и антивещества во Вселенной.
Профессор Ян Хэллидей, генеральный директор Научно-исследовательского совета по физике частиц и астрономии, который финансирует участие Великобритании в BABAR, сказал: «Мы до сих пор не до конца понимаем, как эволюционировала материя, в которой мы живем, во Вселенной, в которой мы живем. Однако этот новый результат и недавние связанные с ним измерения в BABAR и другие эксперименты по всему миру значительно продвинули наше понимание в этой области. По этому фундаментальному вопросу еще многое предстоит узнать и изучить ».
Источник: пресс-релиз PPARC
