Физики из коллаборации LHCb на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН впервые обнаружили нарушение симметрии между материей и антиматерией в распаде барионов — частиц, состоящих из трех кварков, которые являются фундаментальными частицами материи. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature.
Нарушение CP-симметрии (зарядово-зеркальной симметрии) играет ключевую роль в объяснении, почему в нашей Вселенной больше материи, чем антиматерии. Космологические модели предполагают, что после Большого взрыва материя и антиматерия возникли в равных количествах. Однако в наблюдаемой Вселенной доминирует материя. Одной из причин этой асимметрии может быть различие в поведении материи и антиматерии, которое проявляется через CP-нарушение.
До недавнего времени такое явление удавалось наблюдать только у мезонов — частиц, состоящих из пары кварк-антикварк. Теперь же CP-нарушение впервые зафиксировано в распаде барионов, к которым относятся такие частицы, как протоны и нейтроны, составляющие основу материального мира.
Как пояснил Сюэтин Ян из LHCb, команда обнаружила различия в распадах барионной материи и антиматерии, что стало первой экспериментальной демонстрацией CP-нарушения в частицах, состоящих не из двух, а из трех кварков.
Хотя предсказания этого поведения уже существовали, его наблюдение в барионах оказалось чрезвычайно трудным. Хотя новые данные не решают загадку дисбаланса материи и антиматерии после Большого взрыва, они предоставляют важные подсказки для будущих исследований.
Ученые надеются, что дальнейшее изучение CP-нарушения в барионах позволит расширить границы современной физики и поможет нам приблизиться к пониманию фундаментальных свойств Вселенной. Эти результаты могут указать на физику, выходящую за рамки Стандартной модели — основной теории взаимодействий элементарных частиц.
Ранее в «бесконечной» галактике впервые было зафиксировано рождение черной дыры.