Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Эксперимент подтвердил присутствие фундаментальной симметрии в природе

Эксперимент подтвердил присутствие фундаментальной симметрии в природе
shortstoryf

Учёные, занятые работой на экспериментальной установке ALICE, которая является детектором тяжёлых ионов, сооружённым на Большом адронном коллайдере, сумели провести точные измерения массы и электрического заряда частицы, что позволило подтвердить существование фундаментальной симметрии в природе. Эти результаты, которые были изданы в Nature Physics 17 сентября 2015 года сумели экспериментально подтвердить существование фундаментальной симметрии между ядрами частиц и античастиц в плане инверсии заряда, чётности и времени (так называемая CPT-инвариантность).

Эти измерения частиц, проводимые во время высокоэнергетических столкновениях тяжёлых ионов в Большом адронном коллайдере, не были бы возможны без помощи и идентификации результатов с помощью высокоточного эксперимента ALICE. Именно эта установка была разработана для того, чтобы выявлять еле видимые различия между явлениями, при которых протоны и нейтроны объединяются в ядра, а их противоположные античастицы формируют антиядра. Среди других целей, связанных с ALICE, которые ставили перед собой учёные, были и попытки понять свойства тяжёлых кварков (в основном очарованный или c-кварк и прелестный или b-кварк).

«Мы считаем, что после Большого Взрыва для каждой частицы материи была создана античастица. В физике элементарных частиц очень важный вопрос заключается в том, демонстрируют ли все законы определённый вид симметрии, известный как CPT-инвариантность. Наши исследования показали, что это так, и действительно существует фундаментальная симметрия между ядрами и антиядрами», — Марсело Гамерио Мунос, член команды ALICE.

Столкновение частиц в БАКе

Столкновение частиц в БАКе. Источник: EPA

Эти эксперименты проводились с применением электромагнитного калориметра и, позже, микрочипа Sampa, разработанного в Бразилии, чтобы изучить более редкие явления, являющиеся результатом столкновений тяжёлых ионов в БАКе. Согласно Муносу, измерения массы и заряда, проводимые в экспериментах с симметрией, вкупе с другими исследованиями, помогут физикам определить, какая из множества теорий, основанных на фундаментальных законах Вселенной, является наиболее вероятной.

«Эти законы описывают природу всех взаимодействий материи, таким образом, важно знать, что физические взаимодействия не изменяются или не исчезают при изменении заряда частицы, чётности или инверсии времени. Ключевой вопрос состоит в том, остаются ли законы физики теми же самыми в таких условиях», — продолжает Мунос.

В частности, исследователи измерили различия в отношении масса-заряд для дейтронов — ядер дейтерия, состоящих из одного протона и одного нейтрона, и для антидейтронов. То же самое было проведено и для ядер гелия-3 и антигелия-3, которые состоят из двух протонов и одного нейтрона. Эксперимент ALICE позволяет регистрировать высокоэнергетические столкновения ионов свинца в БАКе, исследуя материю при чрезвычайно высоких температурах и плотностях. Столкновения ионов свинца являются богатым источником производства частиц и античастиц с возможностью создавать ядра и антиядра практически в одинаковых пропорциях. Именно это и позволяет установке ALICE делать подробное сравнение их свойств.

Эксперимент проводит точные измерения как искривления следов частиц в магнитном поле датчика, так и времени их полёта, и использует эту информацию, чтобы определить отношение массы к заряду для ядер и антиядер. Высокая разрешающая способность датчика времени полёта, который способен определить время прибытия частиц и античастиц с разрешением 80 пикосекунд при объединении информации об энергетических потерях, позволяет измерить чёткий сигнал для дейтронов/антидейтронов и гелия-3/антигелия-3. Именно согласно этим данным и удалось установить, что законы, действующие для частиц, верны и для античастиц.

По информации Исследовательского фонда Сан-Паулу.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google