ПОРУШЕННЯ CP-ІНВАРІАНТНОСТІ

Ми живемо в звичайному світі. А чи існує Антисвіт ? Довгий час вважалося, що у всіх процесах кожен баріон (в тому числі протони і нейтрони) народжуються одночасно з антібаріонов і властивості частинок і античастинок абсолютно однакові. Це властивість мікросвіту отримало назву СР-інваріантност'. Однак в 1970-х рр., Коли було створено кілька моделей так званого Великого об'єднання слабкої, сильної і електромагнітної взаємодій, виявилося, що це не так. З теорії випливало, що в ряді процесів частинки і античастинки з'являються в різних кількостях і розпадаються по-різному - CP-інваріантність порушувалася. Андрій Дмитрович Сахаров (1921-1989) припустив, що саме порушення CP-інваріантності призвело до баріонів асиметрії Всесвіту.

У 1973 р з'явилася стаття японських фізиків Макото Кобаясі (р. 1944) і Тосіхіде Маскави (р. 1940), в якій викладалася теорія CP-порушення; трохи пізніше її розширив і доповнив Еітіро Намбу (р. 1921). Гіпотеза, висловлена в цій роботі, постулировала існування третього покоління кварків, яке було експериментально підтверджено через 4 роки з відкриттям Ь-кварка.

У 1999 р в Національної прискорювальної лабораторії ім. Е. Фермі (Чикаго, США) вперше спостерігали розпад В ° -мезона, експериментально підтвердив порушення СР-інваріантності в процесах, що йдуть за участю слабкої взаємодії. У 2008 р Й. Намбу був удостоєний Нобелівської премії з фізики «за відкриття механізму спонтанного порушення симетрії у фізиці елементарних частинок», а М. Кобаяші і Т. Маськава отримали цю нагороду «за відкриття джерела порушення симетрії, яке дозволило передбачити існування в природі щонайменше трьох сімейств кварків ». До проблеми CP-інваріантності тісно примикає питання про існування антиречовини. Першим об'єктом, повністю складеним з античастинок, був антідейтрон (1965). Атоми антиводню були отримані в ЦЕРН в 1995 р Однак існували вони досить недовго, анігілюючи при зіткненні зі звичайними атомами через мільйонні частки секунди. У 2010 р було створено кілька атомів антиводню, які вдалося утримати в магнітній пастці протягом 0,17 с. Зроблено це було в лабораторії фізики частинок CERN поблизу Женеви (Швейцарія) за допомогою антіводородной лазерної установки ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus), де антиводню утворюється при взаємодії антипротонів, одержуваних шляхом опромінення протонами металевої мішені, і позитронів, які народжуються в результаті розпаду ізотопу 11 Na . Досліджуючи властивості антиводню, фізики сподіваються перевірити так звану СРТ-теорему (вперше з'явилася в роботі Ю. Швінгера в 1951 р). Її суть полягає в тому, що якщо дзеркально відобразити наш Всесвіт (інверсія парності), всю матерію замінити на антиматерію (інверсія заряду) і звернути її в часі (інверсія часу), то вона буде вести себе так само, як і наш Всесвіт. Однак для того, щоб перевірити цю гіпотезу, потрібно отримати більше антиречовини і зробити так, щоб воно проіснувало стільки, скільки потрібно для досліджень. У 2011 р вченим за допомогою установки ALPHA вдалося утримати атоми антиводню протягом майже 17 хв. Це досягнення відкриває шлях для повноцінних досліджень антиматерії.

До кінця 2012 р коллайдер LHC працював в режимі протонних зіткнень, на початку 2013 р ці експерименти були продовжені. Потім колайдер був закритий на довготривалий ремонт, після якого очікується підвищення енергії протонів до енергії в 7 тераелектронвольт на пучок.

З першої половини XX століття, коли об'єктами вивчення мікрофізики були атом, а потім атомне ядро, для того щоб зрозуміти поведінку електронів в атомах, довелося зробити справжню революцію в науці - створити квантову механіку. Мікрофізика займала тоді в природознавстві абсолютно особливе місце. Завдяки її успіхам ми змогли розібратися в будові речовини, що відбилося на якості нашого повсякденного життя. Мікрофізика сьогодні знаходиться в стані подальших пошуків. І це лише підкреслює її провідне місце у світовій науковій практиці і величезну значимість її відкриттів, зроблених в останні роки.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >