Эксперимент ЦЕРНа: найден ключ к разгадке причины существования

По мнению учёных, во время Большого взрыва образовалось равное количество материи и антиматерии. Однако при столкновении эти два типа материи аннигилируют друг с другом. Теоретически, это должно было привести к тому, что во Вселенной не останется ничего. Однако, как мы видим сегодня, это равновесие в какой-то момент было нарушено. Учёные пытаются понять, как это произошло.

ЗЕРКАЛЬНОЕ ИСКАЖЕНИЕ

Согласно исследованию, опубликованному ЦЕРН в марте 2025 года и теперь подтвержденному рецензируемым научным журналом Nature, существует небольшое, но принципиально важное различие в действии фундаментальных законов природы между материей и антиматерией. Это различие называется нарушением симметрии зарядовой четности (CP).

Обычно частицы и их антиматерия имеют одинаковую массу, но противоположный заряд. Однако при превращении этих частиц в другие частицы, например, при радиоактивном распаде, эта симметрия может нарушаться. В результате некоторые частицы и их антиматерия могут распадаться с разной скоростью.

НАБЛЮДАЕТСЯ НАРУШЕНИЕ СИММЕТРИИ

Этот тип нарушения CP-симметрии ранее уже наблюдался у частиц, называемых мезонами, однако это первый случай, когда подобное наблюдение было сделано для барионов (вроде протонов и нейтронов), основных строительных блоков материи.

Большой адронный коллайдер произвел большое количество барионов, состоящих как из материи, так и из антиматерии, и изучил их распад, продемонстрировав, как эти частицы нарушают симметрию. Исследование показывает, что при распаде барионов образуется немного больше материи, чем антиматерии.

Хотя это наблюдение является важнейшим шагом к объяснению обилия материи во Вселенной, выявленная в исследовании разница всё ещё незначительна по сравнению с астрономическими наблюдениями. Это означает, что современная физическая теория, Стандартная модель, не может полностью объяснить эту асимметрию.

Поэтому ученые полагают, что существуют и другие источники нарушения CP-симметрии, позволяющие материи преобладать над антиматерией, и они пока не обнаружены.