Протоны неожиданно оказались легче, чем считали ученые
Новые сверхточные замеры массы протона показали, что эта элементарная частица весит заметно меньше, чем раньше считали ученые, что может пролить свет на главную "пропажу" Вселенной, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org
"Подобные расхождения могут как указывать на "новую физику", так и на ошибки при проведении экспериментов, которые авторы исследования просто не заметили. Конечно, в 99% случаев справедлив второй вариант - мы не так часто наталкиваемся на какие-то новые физические принципы", - заявил Питер Мор (Peter Mohr), члена Комитета по данным для науки и техники, определяющего все фундаментальные константы, чьи слова приводит журнал New Scientist.
Как сегодня считают ученые, в первые мгновения после Большого взрыва возникло равное количество материи и антиматерии. При этом Стандартная модель физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и физические свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.
Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их частицы должны были уничтожить друг друга. Поэтому возникает вопрос - куда "пропала" антиматерия и почему существует Вселенная.
Считается, что одна из причин этой "асимметрии Вселенной" может заключаться в существовании небольших, но достаточно существенных различий в устройстве и свойствах частиц материи и антиматерии. За последние годы физики нашли несколько намеков на то, что такие различия, например в массе протонов и антипротонов, все же существуют, однако их точное изменение затрудняется низкой точностью приборов и микроскопическими масштабами этой асимметрии.
Свен Штурм (Sven Sturm) из Института ядерной физики в Гейдельберге (Германия) и его коллеги приблизились к открытию окончательного ответа на этот вопрос, повысив точность измерения массы протона в три раза по сравнению с теми значениями, которые указаны в последнем каталоге Комитета по данным для науки и техники.
Ученым удалось добиться этого благодаря созданию специальной ловушки, способной удерживать в себе лишь один протон и полностью изолировать его от внешнего мира. Этот протон ученые охладили до температур, близких к абсолютному нулю, что вынудило его стоять на месте, и затем пропустили его через магнитное поле. Это заставило его колебаться с частотой, которая зависит от его массы.
Для сравнения ученые провели аналогичную операцию с одиночным атомом углерода, лишенным половины электронов, после чего сравнили частоты их колебаний для вычисления массы частицы. Как показали эти расчеты, масса протона равна 1,0072764665831529 атомных единиц массы, что на 0,000000029% меньше текущего значения этой константы.
Подобные расхождения, как подчеркивают ученые, являются статистически значимыми и они проявляли себя в нескольких повторных экспериментах, которые Штурм и его коллеги проводили после получения аномальных результатов.
В ближайшее время физики из Германии планируют повысить точность замеров массы примерно в 6 раз для проверки этих выводов. Если они подтвердятся, то тогда, как надеются ученые, у нас появятся первые намеки на то, где нужно искать следы исчезнувшей антиматерии.
