Как земной коллайдер помогает проникнуть в тайны Вселенной
Большой адронный коллайдер позволил
совершить не одну сотню открытий и пролил свет на множество деталей
процесса, приведшего к появлению Вселенной. Но как относительно
небольшая установка способна на такое?
Что
произошло в самые первые мгновения после того, как возникла Вселенная?
Пока что физики не могут ответить на этот вопрос, потому что для
моделирования процессов с такими энергиями и на таких временных
масштабах необходимы гораздо более мощные установки, чем Большой
адронный коллайдер. Однако, при помощи БАК исследователям уже удалось
пролить свет на множество загадок природы.
Например, в одной из
недавних работ физикам на коллайдере удалось измерить разницу в массах
между двумя частицами с рекордной точностью. Это позволит нам узнать
гораздо больше о том, как произошла Вселенная. Стандартная модель физики
элементарных частиц описывает фундаментальные частицы, из которых
состоит Вселенная, и силы, действующие на них.
К элементарным
частицам относятся кварки, которых всего шесть — верхний, нижний,
странный, очарованый, прелестный и истинный. Точно так же существует
шесть лептонов, среди которых электрон, его более тяжелый кузен мюон, и
еще более тяжелый таон, каждый из которых имеет ассоциированное
нейтрино. У всех кварков и лептонов также существуют античастицы,
которые во всем повторяют своих собратьев, кроме знака заряда.
Стандартная
модель экспериментально проверена с невероятной точностью, но имеет ряд
существенных недостатков. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная была
создана в результате Большого взрыва. Теория предполагает, что это
событие должно было произвести равное количество вещества и
антивещества. Однако сегодня Вселенная почти полностью состоит из
обычной материи. Это называется барионной асимметрией, и до сих пор это
явление не нашло полного объяснения.
Чтобы ответить на этот
вопрос, физики исследуют на БАК процессы превращения материи в
антиматерию и обратно. Такое явление было замечено, например, у мезонов —
частиц, состоящих из пары кварк-антикварк. За короткий промежуток
времени каждая частица в составе мезона может превращаться в своего
«анти-кузена». Но до сих пор детали такого превращения были неясными,
пока ученым на БАК не удалось измерить разницу в массах между частицами,
входящими в состав мезона и антимезона.
Но почему это так
важно? Открытие позволяет понять, почему во Вселенной возникло меньше
антиматерии, чем материи. Для этого физикам нужно больше узнать о в
процессе нарушения CP-инвариантности, благодаря которому наблюдаются
различия в процессах превращения материи в антиматерию и обратно. Уже
было показано, что некоторые нестабильные частицы распадаются не так,
как соответствующие им частицы антиматерии. Это, возможно,
способствовало изобилию материи во Вселенной.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
