Загадочная физика антиматерии обнаружена на Большом адронном коллайдере.

Ученые, работающие на крупнейшем в мире коллайдере, зафиксировали новый класс античастиц, распадающихся с иной скоростью, чем их материйные аналоги, сообщает Scientific American.

Физики давно находятся в поисках любых признаков различий между материей и антиматерией, известных в научном сообществе как нарушение "CP-симметрии" (симметрии зарядового сопряжения и четности), которое могло бы объяснить, почему часть материи избежала уничтожения в ранней Вселенной. В среду физики, работающие в эксперименте LHCb Большого адронного коллайдера (LHC), опубликовали статью в журнале Nature, в которой объявили о первом в истории измерении нарушения CP-симметрии в барионах — классе частиц, включающем протоны и нейтроны, составляющие атомы.

Барионы состоят из триплетов еще более мелких частиц, называемых кварками. Предыдущие эксперименты, начиная с 1964 года, зафиксировали нарушение CP-симметрии в мезонах, которые, в отличие от барионов, состоят из кварк-антикварковой пары. В новом эксперименте ученые обнаружили, что барионы, состоящие из верхнего кварка, нижнего кварка и одного из их более экзотических «кузенов» – «прелестного» кварка (beauty quark), распадаются чаще, чем барионы, состоящие из античастиц, соответствующих тем же трем кваркам. Различие в распаде материи и антиматерии, зафиксированное учеными в данном случае, относительно невелико и соответствует предсказаниям Стандартной модели физики частиц — господствующей теории субатомного мира. Однако, этого незначительного нарушения CP-симметрии недостаточно для объяснения глубокой асимметрии между материей и антиматерией, которую мы наблюдаем во всем пространстве.

«Мы пытаемся найти небольшие расхождения между тем, что мы наблюдаем, и тем, что предсказывает Стандартная модель», – говорит Винченцо Вагнони (Vincenzo Vagnoni), представитель эксперимента LHCb и соавтор исследования, из Итальянского национального института ядерной физики. «Если мы обнаружим расхождение, мы сможем указать на то, что не так». Исследователи надеются обнаружить больше «трещин» в Стандартной модели по мере продолжения работы эксперимента. В конечном итоге, LHCb должен собрать примерно в 30 раз больше данных, чем было использовано для этого анализа, что позволит физикам искать нарушение CP-симметрии в распадах частиц, которые еще более редки, чем тот, что был обнаружен здесь.