Подтверждено: материя и антиматерия отражены зеркально

11 993 просмотра
Об авторе

Эксперименты

Материя и антиматерия оказались совершенными зеркальными отражениями друг друга, если мы поверим заявлениям ученых, которые провели эксперименты беспрецедентной точности, еще больше усугубив загадку неравенства вещества и антивещества во Вселенной.

Любая материя состоит из протонов, нейтронов или электронов. Эти частицы имеют аналоги, известные как античастицы — антипротоны, антинейтроны и позитроны, соответственно — которые обладают той же массой, но имеют противоположный электрический заряд. (Хотя нейтроны и антинейтроны обладают нейтральным зарядом, каждый из них состоит из кварков, которые обладают дробными электрическими зарядами, и заряды этих кварков равны и противоположны в нейтронах и антинейтронах).

Известная вселенная состоит из обычной материи. Глубокой тайной остается то, почему Вселенная не состоит из равных частей вещества и антивещества, поскольку в процессе Большого Взрыва, как полагают, который породил вселенную 13,7 миллиарда лет назад, образовались равные количества обоих. И если материя и антиматерия оказываются зеркальными отражениями друг друга во всех отношениях, не должно было остаться вообще никакой материи — вещество и антивещество аннигилируют, сталкиваясь друг с другом.

Проверка зарядовой четности

Физики-теоретики подозревают, что необычный контраст между количеством вещества и антивещества во Вселенной, технически известный как барионная асимметрия, может быть из-за какой-то разницы между свойствами материи и антиматерии, формально известной как CP-нарушение симметрии, где C — заряд, а P — четность. Тем не менее все известные эффекты, которые приводят к нарушения в CP-симметрии, не могут объяснить подавляющее преобладание материи над антиматерией.

Возможное объяснение этой загадки может скрываться в различных свойствах материи и антиматерии — например, возможно, антипротоны распадаются быстрее протонов. Если такие различия будут обнаружены, даже самые незначительные, «это, безусловно, приведет к драматическим последствиям для нашего современного понимания фундаментальных законов физики», говорит ведущий автор исследования Стефан Ульмер, физик частиц из Японского института физических и химических исследований (RIKEN).

Проводя строгие испытания в поисках различий между протонами и антипротонами, ученые исследовали соотношение количества электрического заряда к массе примерно в 6500 парах частиц в течение 35-дневного периода. Чтобы препятствовать контакту материи и антиматерии, ученые поместили протоны и антипротоны в ловушки магнитных полей. Затем измерили, как эти частицы циклично движутся в этих полях, циклотронную частоту, которая пропорциональна соотношению заряда к массе этих частиц и силе магнитных полей.

Технически ученые не использовали обычные протоны в экспериментах, а взяли отрицательные ионы водорода, которые состоят из протона, окруженного двумя электронами. Это было проделано для упрощения эксперимента — антипротоны и отрицательные ионы водорода заряжены отрицательно, а значит одинаково реагируют на магнитные поля. Ученые с легкостью смогли учесть влияние электронов в процессе экспериментов.

Идеальные отражения

Ученые обнаружили, что отношение заряда к массе у протонов и антипротонов «идентично с точностью до 69 частей на триллион», заявил Ульмер. Это измерение в четыре раза лучше, чем предыдущие измерения этого показателя.

Кроме того, ученые также обнаружили, что измеренные отношения заряда к массе изменяются не больше чем на 720 частей на триллион в день, по мере вращения Земли вокруг своей оси и Солнца. Это говорит о том, что протоны и антипротоны ведут себя точно так же с течением времени, когда проносятся через пространство с одной скоростью, а значит, не нарушают так называемую СРТ-симметрию, где T означает время.

СРТ-симметрия — ключевой компонент Стандартной модели физики элементарных частиц, лучшего описания на сегодняшний день того, как ведут себя элементарные частицы, составляющие Вселенную. Не существует известных нарушений СРТ-симметрии. Опять же, любое обнаруженное нарушение СРТ-симметрии окажет огромное влияние на наше понимание природы.

Кроме того, эти отношения заряда к массе не будут отличаться больше, чем на 870 частей на миллиард в гравитационном поле Земли. Это означает, что слабый принцип эквивалентности, согласно которому вся материя падает с одинаковой скоростью в одном гравитационном поле, также сохраняется на этом уровне точности. Слабый принцип эквивалентности является ключевой частью общей теории относительности Эйнштейна, которая, наряду с другими вещами, остается лучшим объяснением того, как работает гравитация. Не существует известных нарушений слабого принципа эквивалентности, любые обнаруженные нарушения также могут привести к революции в понимании природы пространства-времени и гравитации, а также их влияния на материю и энергию.

Используя более стабильные магнитные поля и другие подходы, ученые планируют провести в 10 раз более точные измерения, говорит Ульмер. Работа ученых была опубликована в журнале Nature 13 августа.

Подтверждено: материя и антиматерия отражены зеркально

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

30 комментариев

  1. tabasko

    Мои предположения оправдываются в некой степени ура! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • PETRUCHIO_PRO

      И каковы были ваши предположения? Давайте вместе радоваться!

      • tabasko

        Когда я использовал виртуальную модель вселенной для определения запутанных фатонов я использовал одинаковые массы для анти и материи и использовал метод отражения для соотношения частиц летящих в пространстве и времени. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • PETRUCHIO_PRO

          А какую модель виртуальной вселенной вы использовали? Модель Фридмана или твисторную модель? Поделитесь....?

      • tabasko

        На вопрос почему материи меньше? Я предпологал что её меньше в видимом спектре там где её не видно она была трансформированна чёрными дырами по прошествию времени (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • tabasko

          ... И ассимилирована в вакууме. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • PETRUCHIO_PRO

          А во что может быть трансформирована антиматерия? И что дает основания полагать, что это сделали чёрные дыры?

          • tabasko

            Антиматерия остаётся как образ а материя постоянно перерабатывается как тело. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

            • PETRUCHIO_PRO

              Фактически вакуум Дирака получается...я правильно понял?

              • tabasko

                Да примерно только они не заменяются друг другом а находятся в постоянном балансе и при взаимодействии выпускают в пространство E=mc^•2 а запутанность применима как к образу (анти)так и к материальным движениям в пространстве. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

                • PETRUCHIO_PRO

                  А вот здесь даже приблизительно не понял...

                  • tabasko

                    Св (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

                  • Аноним

                    Запутанность создаёт связь между материями безконтактную а формула приведена для понятия расщепления с выходом энергии в пространство при их взаимодействии. Это только мысли для обоснования некоторых аспектов построения вселенной подходящих под логическое объяснение, пусть я заблуждаюсь в сферу своей не образованности но иногда приятно осознавать что мои мысли в чём то совпадают с экспериментами учёных. В своих размышлениях я редко опираюсь на работы выдающихся умов человечества, только на ОТО, используя метод объективной диагностики вполне можно дойти до предварительных данных по которым можно определить точность рассуждений. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  2. 0.5l

    короче.
    есть материя, есть антиматерия
    и есть то, что жрёт эту антиматерию

  3. botancik

    хм значит когда черная дыра всасывает она разделяет или делает то самое зеркало иначе произходилибы взрывы. то есть черная дыра это как бомба без фитиля)))) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Andreus
    • Дятел

      Корпускулярно-волновой дуализм - следствие принципа дополнительности рационального и иррационального. Корпускулы - рациональное явление, волны де Бройля иррациональны, так как это "призрачные" волны в многомерном конфигурационном пространстве (см. Эйнштейна). Дополнительны тело и душа, мысли и чувства, детерминизм и свобода воли т.д.

    • Mr. Clever

      опять два лжеученого неуча без образования.

      • Andreus

        Mr. Clever у Вас есть возможность в интернете познакомиться с моей биографией, не то что с уровнем образования ... а о Вас Mr. Clever мне только и известно из Вашего комментария ... странная здесь поза ... и претензия ...

      • Semen_Semen

        Ты тут один в теме разбираешься? Комментируй по существу. А то ощущение, что ты не дружишь с головой. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. PETRUCHIO_PRO

    Если представить, что материя и антиматерия при рождении Вселенной родились с глобальной асимметрией, то та часть антивещества, которая все таки родилась, должна была про-аннигилировать с равной частью материи, что повлекло бы образование огромного количество жёстких гамма-квантов, которые и в настоящее время просто пронизывали всю Вселенную! Однако, мы большой плотности гамма-квантов с чётко-определёнными уровнями энергии мы не наблюдаем. Это дает основания полагать, что Вселенная была рождена, как то ни так, что принято называть "Большим Взрывом" с симметричным образованием материи-антиматерии или ассиметричным... Наша часть вселенной по всей видимости рождена полностью из материи...если вообще была рождена??

  6. Vladimir8

    Для того чтобы писать по этой теме надо хотя разбираться в ароматах кварков и принципе их соединения по 3ое.
    Казалось бы антиматерия это просто материя где вместо электрона (минус)- позитрон (плюс) а вместо ядра протона (плюс) - антипротон (минус). Но есть еще главный нюанс - кварки составляющие позитроны и антипротоны зеркально соединены (например те же нейтроны с нейтральным зарядом имеют антинейтронный вариант опять же нейтральный но с другим расположением кварков).
    Самый главный прикол кроется в гравитации - существует ли АНТИГРАВИТАЦИЯ для антивещества? В магнитном поле вещество и антивещество двигаются в разных направлениях т.к. разные заряды.
    И то над чем бьются ученые - почему первичное космическое излучение состоит из протонов?

    • PETRUCHIO_PRO

      Согласно квантовой хромодинамике позитроны не состоят из кварков...увы! Да и насчет антиматерии, она не обладает отрицательной энергией и поэтому не создает антигравитацию, это уже известный факт!

  7. MenG

    Читаешь комментарии... Прям одни физики и нобелевские лауреаты))) (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.