Крупное открытие, связанное с антиматерией, может помочь разгадать одну из главных тайн науки

Учёные ЦЕРН обнаружили возможное объяснение фундаментального различия в том, как физика обращается с материей и антиматерией. Эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК) подтвердили, что барионы и антибарионы ведут себя по-разному.

Этот эффект, известный как нарушение CP-инвариантности, ранее наблюдался только у мезонов. Но экспериментальное подтверждение его наличия у барионов, составляющих основную часть материи Вселенной, — это то, за чем физики давно охотились.

«Это показывает, что тонкие различия между материей и антиматерией существуют в более широком диапазоне частиц, что указывает на то, что фундаментальные законы физики по-разному относятся к барионам и антибарионам», — сказал ScienceAlert Сюэтин Ян, физик ЦЕРН и первый автор исследования.

«Асимметрия материи и антиматерии во Вселенной требует нарушения CP-инвариантности в барионах, так что это открытие — ключевой шаг вперёд в проверке того, насколько полна наша текущая теория, и в исследовании того, может ли новая физика скрываться в местах, которые мы ещё не изучили достаточно внимательно».

Это открытие стало возможным благодаря тому, что команда проанализировала около 80 000 событий распада частиц в данных, собранных на БАК в период с 2011 по 2018 год. Сфокусировавшись на частицах, называемых лямбда-красивыми (Λb) барионами, и их антивещественных аналогах, исследователи искали любой намёк на разницу в способах их распада.

Если бы CP-симметрия сохранялась, то и вещество, и антивещество должны были бы распадаться на одинаковые, хоть и «зеркальные», продукты распада. Однако команда обнаружила 2,5% относительное различие между распадами барионов и антибарионов.

«Это может показаться незначительным, но результаты достаточно статистически значимы, — говорит Янг. —