Вчені на порозі найбільшого відкриття у фізиці: вперше античастинку утримували в пастці протягом місяця

Фізики з Північно-Західного університету (США) вперше змогли упіймати в пастку поодинокий позитрон і утримували його там протягом кількох місяців. Дослідження цієї античастинки може допомогти з'ясувати, чому Всесвіт не зник на самому початку свого існування і чому в ньому більше матерії, ніж антиматерії. Також вчені можуть зробити найбільше відкриття у фізиці за останні 100 років. Результати дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише ScienceAlert.

Кожна елементарна частинка має античастинку, тобто частинку з антиматерії. Але під час зіткнення звичайна частинка й античастинка знищують одна одну з виділенням енергії.

Але вченим вперше вдалося упіймати в пастку позитрон — це антипод електрона. Потім їм вдалося утримувати поодинокий позитрон у вакуумній пастці протягом кількох місяців. Це досягнення відкриває шлях до проведення максимально точних досліджень у галузі фізики елементарних частинок.

Фізики отримали позитрон у результаті радіоактивного розпаду ізотопу натрію. Потім вони помістили античастинку у вакуумну пастку, де охолодили її майже до абсолютного нуля (мінус 273,15 градусів за Цельсієм). У такому стані позитрон не міг взаємодіяти зі звичайною матерією.

У цьому стані фізики можуть точно керувати позитроном та проводити його вимірювання. Але навіщо це потрібно? Насправді, для цього є багато причин. Але одна з найголовніших пов’язана із симетрією частинок та античастинок. Фізики хочуть перевірити, чи справді електрон і позитрон мають практично однакові властивості.

Згідно зі Стандартною моделлю фізики елементарних частинок, електрони та позитрони мають бути практично ідеальними дзеркальними відображеннями одне одного.

Якщо результати вимірювань не виявлять такої симетрії, це означатиме, що Стандартна модель не є цілком правильною. Відмінностей між вимірюваннями властивостей електрона та позитрона бути не повинно. Якщо їх буде виявлено, то це стане найбільшим відкриттям у фізиці за останні 100 років, кажуть вчені.

І навіть якщо отримані дані ідеально відповідатимуть теорії, фізикам доведеться розібратися з ще одним фундаментальним питанням, на яке можна отримати відповідь за допомогою проведених вимірювань позитрона.

Згідно з теорією, Всесвіт взагалі не мав би існувати. Справа в тому, що після Великого вибуху частинки й античастинки мали з’явитися в однаковій кількості. Це означає, що вони мали знищити одна одну, але цього не сталося, і зараз у Всесвіті більше матерії, ніж антиматерії. Чому так? Відповідь можна отримати за допомогою подальшого вивчення позитронів та електронів.

Інші новини науки

• Ейнштейн мав рацію: вчені шукали нову фізику в космосі й виявили незвичайний об’єкт. Виявилося, що головна теорія гравітації все-таки правильна.
• Виявилося, що один із засновників квантової фізики, Ервін Шредінгер, створив незвичайний рукопис, який вдалося виявити лише через 80 років.