Це цікаво: чим дзеркальна матерія відрізняється від антиматерії

З легкої руки Льюїса Керролла Задзеркаллям називають чарівну країну , яка знаходиться по той бік дзеркала і існує лише в людській уяві . Однак сучасні фізики цілком серйозно говорять про наявність дзеркального світу або , що точніше , дзеркальної матерії . І якщо її знайдуть , стара казка в якомусь сенсі стане реальністю, – пише "Популярна Механіка".

Вперше гіпотеза дзеркальної матерії була чітко сформульована в статті Ігоря Кобзарєва , Льва Окуня і Ісаака Померанчука , опублікованій в 1966 році.

До 1966 року було відомо , що при розпаді каонов СР – симетрія порушується . Автори показали , що цю симетрію можна в деякому сенсі зберегти ( або , вірніше , узагальнити ) , якщо припустити , що кожній частинці відповідає дзеркальна частка з такими ж фізичними характеристиками . Для цього вони постулювали симетрію щодо перетворення СРА , де операція А якраз і замінює частку її дзеркальним партнером ( буква А – нагадування про керроллівську Алісу ) .

Інша можливість , зазначена Кобзарєвим , Окунем і Померанчуком , полягає в тому , що спільними для нашої і дзеркальної матерії можуть бути нейтрино . Пізніше Лев Окунь опублікував десяток статей , де розглядав різні можливі зв'язки між звичайною і дзеркальною матерією і пропонував експерименти , які дозволили б їх виявити .

Дзеркальну матерію іноді плутають з антиматерією , хоча це абсолютно різні поняття . Частинки і античастинки відрізняються знаком електричного заряду , а дзеркальні частки – дзеркальним перетворенням системи координат . При цьому дзеркальне відображення перетворює імпульс частки (частка рухається в протилежний бік ) , але не зачіпає її спін ( " обертання " відбувається в тому ж напрямку ) .

Дзеркальна симетрія можлива не для всіх часток : наприклад , у вільних електронів , протонів , нейтронів , фотонів проекція спіна на напрям імпульсу з однаковою ймовірністю може бути і позитивною , і негативною , в той час як у нейтрино імпульс може бути направлений тільки протилежно спіну .

Гіпотетичні дзеркальні частки існують не десь в паралельному Всесвіті , а в нашому просторі . Вони пов'язані один з одним своїми власними взаємодіями , які не поширюються на частинки нашої матерії , так само як наші взаємодії не сприймаються частинками задзеркалля . Звідси випливає , що в принципі можуть існувати дзеркальні галактики , зірки і планети ( в тому числі і населені ) , які не можна вгледіти в жодний телескоп .

Зареєструвати дзеркальну матерію можна лише одним способом – по гравітаційних полях , оскільки вона звичайним чином притягається до матерії нашого світу .

У 1970-х роках зусилля фізиків-теоретиків були в основному спрямовані на розробку Стандартної моделі елементарних частинок, і гіпотеза дзеркальних частинок якось відсунулася в тінь. Потім інтерес до неї відродився, і про її нинішній стан "Популярною механіці" розповів професор теоретичної фізики Мерілендського університету Рабіндра Мохапатра: "Фізики повернулися до дзеркальних частинок з двох причин. У минулому десятилітті зміцнилися позиції гіпотези темної матерії, і почали обговорювати можливість існування так званих стерильних нейтрино. Такі нейтрино підкоряються закону тяжіння, але не беруть участі ні в сильній, ні в електромагнітній, ні в слабкій взаємодіях. У цьому контексті в 1995 році австралійські теоретики Фут і Волкас і незалежно від них я і грузинський фізик Зураб Бережіані (він зараз працює в Італії) припустили, що дзеркальні частки реально існують і виявляють себе в стерильних нейтрино і темній матерії. Багато з наших колег визнали, що ця ідея заслуговує обговорення . Виникає природне запитання – як виявити дзеркальні частки або їх скупчення? Якщо існують, скажімо, зірки з дзеркальної матерії, вони видадуть свою присутність тільки тяжінням. Її можна виявити за допомогою ефекту гравітаційного лінзування, але поки це ще нікому не вдалося. Однак є й інша можливість, яку ми з співавторами обговорюємо в недавно опублікованій статті. Є підстави думати, що наші фотони можуть дуже незначно перемішуватися з фотонами дзеркального сектора. Ця обставина в принципі відкриває шлях до реєстрації дзеркальних частинок".

Дзеркальні частинки пов'язані між собою своїми власними електромагнітним , сильним і слабким взаємодіями , які не поширюються на частинки нашого світу . Тому єдиний для нас спосіб зареєструвати дзеркальну матерію – за допомогою гравітації ( наприклад , використовуючи ефект гравітаційного лінзування ) .

Згідно з однією з теорій , незабаром після народження нашого Всесвіту всі дзеркальні частки , за винятком найлегших , розпалися . Ті, що вижили ж можуть формувати космічні скупчення , що проявляють себе як гало темної матерії . Проте , згідно з цим сценарієм , дзеркальних зірок і дзеркальних планет не існує – для них просто не вистачить будівельного матеріалу .