Материя против антиматерии: ЦЕРН решил загадку физики элементарных частиц

Ученые из ЦЕРН использовали ИИ и впервые обнаружили доказательства асимметрии материи и антиматерии. По словам ученых, они смогли раздвинуть границы того, чего можно достичь с помощью детекторов частиц, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В физике элементарных частиц для каждой частицы обычной материи должна существовать частица из антиматерии с прямо противоположными свойствами. Это основной принцип симметрии зарядовой четности (CP).

Физики считают, что после того, как произошел Большой взрыв примерно 13,8 млрд лет назад, Вселенная была наполнена равным количеством материи и антиматерии. Но за миллиарды лет CP-симметрия не сохранилась, и теперь обычной материи намного больше, чем антиматерии.

Ученые пытались объяснить это несоответствие с помощью Стандартной модели физики элементарных частиц, но объяснения оказались неудачными, что способствовало дальнейшим исследованиям этой асимметрии.

На Большом адронном коллайдере (БАК) физики наблюдали за мезонами. Это субатомные частицы, которые состоят из одинакового количества кварков и антикварков. Они распадаются на более легкие частицы и превращаются в антимезоны и обратно во время смешиванием мезонов.

Ученые решили выяснить, отличается ли процесс превращения мезона в антимезон от процесса, который вызывает обратное действие. Для этого нужно было подсчитать количество частиц до распада и сравнить его в разных диапазонах длительности процесса.

Для того, чтобы точно отличить мезон от антимезона во время экспериментов на БАК, физики использовали ИИ. В частности, они обработали информацию о 500 000 распадов странного B-мезона на на пару мюонов и заряженных каонов. B-мезон состоит из странного кварка и нижнего антикварка, тогда как мюон очень похож на электрон, но весит в 207 раз больше. Каон также является разновидностью мезона.

Данные для обработки были получены из двух экспериментов на БАК и физики объединили эту информацию. Если соблюдать CP-симметрию, чистый результат этих измерений должен был быть нулевым. Но объединенный результат не был нулевым и оказался аналогичным предсказаниям, которые были сделаны с использованием Стандартной модели физики элементарных частиц. Также результаты совпали с теми, что были получены с помощью детекторов частиц ATLAS и LHCb.

По словам физиков, результаты также были статистически значимыми, поскольку они соответствовали порогу трех сигм, который обычно используют ученые. Таким образом физики впервые получили доказательство нарушения CP-симметрии при распаде странного B-мезона.

Как уже писал Фокус, американская компания начала создание ядерного двигателя для космических кораблей, который позволит добраться до Марса всего за 2 месяца, а не за 9, как это возможно сейчас.

Также Фокус писал о том, что на Солнце возникли мощные вспышки класса Х. Геомагнитная буря уже накрыла Землю, но в результате нового извержения на Солнце, может произойти повторное ее появление в ближайшие дни.