Вчені з CERN (Європейський центр ядерних досліджень) можливо вперше натрапили на спотворення симетрії між матерією і антиматерией. При розпаді баріонів – частинок, які, як і протон, складаються з трьох кварків, вчені виявили відмінності між частинками та їх античастинками.
Проте в журналі Nature Physics повідомляють: значимість кореляції не перевищує необхідних для всякого відкриття п’яти сигм.
Протягом десятиліть фізики шукають відхилення симетрії – різницю між матерією і антиматерией, що могла б пояснити, чому у Всесвіті домінує матерія. До цих пір, правда, ці пошуки не були дуже успішні. Адже, згідно з експериментами, магнітне поведінка, маса заряду, ядерна сила анти-водню відповідає його матеріальним двійникові.
Інший можливий варіант знайти асиметрію – це виявити порушення СР-інваріантності (Charge Parity). Загалом античастинка хоча має протилежний заряд, і поведінкою не відрізняється від матеріальної частинки. Так, фізичні закони «дзеркального світу» повинні цілком відповідати законам матеріального світу.
І якщо б античастинка при певних умовах вела себе інакше, ніж її матеріальний аналог, це стало б спотворенням СР-симетрії – і, ймовірно, причиною сучасного домінування матерії.
Досі фізикам не вдавалося виявити такі СР-порушення в барионах – частинки, які, як і протони складаються з трьох кварків і становлять складову матерії. Але нещодавно завдяки прискорювача частинок БАК (Великий андронний коллайдер), що в Європейському центрі ядерних досліджень CERN, вченим, імовірно, уперше вдалося відкрити докази існування СР-порушень. Основою для цього припущення були дані про зіткненнях, які ВАК збирав протягом трьох років у перший період запуску LHCb.
В рамках свого дослідження вчені аналізували рідкісні процеси розпаду так званою лямбда-баріона (Λb0) і його двійника в антиматерії. Короткоживучий Λb0-баріон, як і протон складається з трьох кварків, але в шість разів важче. Він може виникати при зіткненні в прискорювачі частинок і при певних умовах розпадається на один протон (або антипротон) і три півонії. У Баку цей рідкісний процес розпаду вдалося зафіксувати шість тисяч разів протягом майже трьох років.
Оцінюючи дані розпаду, фізики, що працюють з детектором LHCb, натрапили на унікальну особливість: продукти розпаду Λb0-барионах і Λb0-антибарионах відділялися один від одного під неоднаковим кутом. Він відрізнявся до 20%. «Це перший доказ CP-відхилень у барионах», – констатують вчені.
Незважаючи на те, що це відхилення є унікальним, його статистична значимість ще не дає підстав заявити про відкриття. У фізиці елементарних частинок про відкриття йдеться тоді, коли статистична значимість певного явища сягає п’яти сигм. Зате у процесах розпаду Λb0-баріонів цей показник становить 3,3 сигми, інформують фізики.
«Навіть якщо ми не можемо говорити про відкриття, все одно мова йде про цінні експериментальні свідчення, – розповів Марчін Кухарчик (Marcin Kucharczyk) зі спільноти LHCb. – Тепер нам варто очікувати остаточного або підтвердження, або спростування. Аналіз даних другого запуску БАК, який завершиться через кілька місяців, повинен надати необхідну для цього інформацію».