Согласно Стандартной модели взаимодействия элементарных частиц, материя и антиматерия должны образовываться в равных количествах. Но это привело бы к их взаимному уничтожению, и не существовало бы ничего – ни звезд, ни планет, включая Землю и ее обитателей.
Международный коллектив DZero – 500 физиков, работающих в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми в США – получили удивительные данные экспериментов на "Теватроне" – втором по мощности ускорителе элементарных частиц.
В результате столкновения протонов и антипротонов происходит образование других элементарных частиц. Ученые обращали внимание на так называемые В-мезоны (буква латинская), которые в свою очередь распадаются на мюоны и антимюоны.
Анализ данных, накопленных за восемь лет работы, показал, что мюонов (то есть частиц материи) образуется на 1% больше, чем антимюонов (частиц антиматерии). Эта небольшая разница имеет в общем колоссальное значение: измеренный параметр асимметрии оказался равен -0,00957, тогда как Стандартная модель предсказывает значение около -0,00023. Таким образом, первая величина превосходит вторую примерно в 41 раз.
"Этот результат отличается от всего, что мы видели прежде, и объяснить его в рамках современных теорий будет очень сложно", – резюмирует представитель DZero Стефан Солднер-Рембольд.
Фактически это может означать, что ученые стоят на пороге открытия новых, ранее неизвестных законов физики или элементарных частиц.
Первые объяснения асимметрии материи и антиматерии были предложены еще советским академиком Андреем Сахаровым. Он выяснил, что свойства частиц с обратными квантовомеханическими функциями не полностью противоположны. То есть, в одних и тех же условиях частицы материи и антиматерии ведут себя не диаметрально противоположно, не "зеркально", а с небольшими отклонениями от симметрии.
В течение нескольких последних десятилетий работы разных групп в области физики элементарных частиц приводили к обнаружению примеров подобной асимметрии материи и антиматерии. Однако эти реакции до сих пор относились к разряду "экзотических" и не могли объяснить имеющегося в природе превосходства материи над антиматерией.
После результатов, полученных на "Теватроне", эксперименты, очевидно, будут продолжены на Большом адронном коллайдере.