Антиматерията, тъмна материя и новата физика
Антиматерията, тъмна материя и новата физика
Наскоро физиците вече получиха втора престижна награда за откриването на масата на неутрино (първата беше Nobelevka). Тъй като това откритие помага да се обясни защо Вселената е въпрос и на практика няма антиматерия ", таванско помещение", каза ръководителят на катедрата по физика на високите енергии на Института за ядрени изследвания (INR) RAS Юрий Kudenko.
- Какво е толкова интересни неутрино трептения, които произвеждат за тях най-престижната научна награда?
- Има една загадъчна нещо - барионен асиметрия на Вселената. Ние живеем в един свят на материята, и на практика няма антиматерия. Това се случи, защото в момента на Големия взрив, по някаква причина, веществото се оказа малко повече от антиматерия. Вещество унищожени с антиматерия, и вселената е образуван от остатъците. Защо това е, че ние не разбираме, и Стандартния модел на теорията, която описва всички известни елементарни частици, не дава отговори.
Друг важен момент - тъмна материя. По-голямата част от масата на Вселената е тъмна материя. но заради това, което е, ние не знаем. Известните частици и техните свойства не позволяват да се опише.
Ключовият момент на научните изследвания, за които бе дадена награда, че съществуването на неутрино трептения е в противоречие с принципите на Стандартния модел. По този начин, за откриването на неутрино трептения всъщност е откритие на нови физика, който отива отвъд Стандартния модел. Това е голям пробив в областта на физиката на частиците.
В стандартния модел не е подходящ за съществуването на неутрино маса. За да го обясня, учените са дошли с различни механизми. Един от най-популярните в момента - "люлка механизъм" - се опитва да обясни съществуването на неутрино масови други тежки видове неутрино, които могат да са съществували в началото на Вселената, и такива, тъй като на асиметрията в разпада на барионен асиметрия образувани.
Друго любопитно, че неутрино имат много малка маса. По същия начин, ние не знаем, но тя не надвишава 2 електрон волта. Това ограничение се получава в нашия Институт за ядрени изследвания. Напротив, много по-малко маса - по-малко от 0.1 електрон волта. За сравнение, масата на протона - 1 GeV. Разликата е повече от 10 порядъци.
- Но за откриването на масата на неутриното тази година вече е била присъдена Nobelevka защо комисията друг основен награда отново реши да отпразнува този отвор?
- Нобеловата награда бе присъдена на лидерите на двете най-големи сътрудничества, които са направили голям принос за откриването на неутрино трептения. По този начин, инсталиране на Super-Kamiokande в Япония са открити отклонения от атмосферните неутрино, и SNO в Канада ни позволи да се направят окончателни изводи за слънчеви неутрино трептения. Но стотици хора са заети в тези експерименти.
В допълнение, комисията реши да награди Breakthrough награда спомена още три експерименти, които играят важна роля в изграждането на обща модел на трептения, а именно K2K / T2K и KamLAND в Япония и Дая Бей в Китай. В тези растения, учените провеждат от една страна, независима точно измерване на вибриращо параметри и потвърдиха резултатите от Super-Kamiokande и Sno, и в допълнение, T2K експеримент и Дая Бей е бил в състояние да се измери неизвестна досега трета неутрино смесване ъгъл, което е важно за разбирането на цялата картина. В неутриното може да премине към друг тип не напълно, поради което се получава смесен тип, стойност "примеси" се определя от параметър наречен ъгъл на смесване.
Също така в експеримента T2K първи път е открит ефекта на един вид неутрино на друг тип лъч. Преди това, всички експерименти само разследвани за изчезването на някои видове неутрино по време на тяхното преминаване към други видове. И благодарение на T2K отворени на трептенията на мюон неутрино в електрон.
- Във всеки експеримент и български колегите си замесен?
- Група на Научноизследователския институт по ядрена участва в експерименти K2K и T2K, в Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, което е - в залива Дая, а може би дори и в някои експерименти.
- Какво точно прави вашата група?
- K2K - това е първият ускорител експеримента с дълга база, т.е. такава, в която греди неутрино преминават разстоянието на стотици километри от педала на газта с детектора. Тя се проведе в Япония и да използвате неутрино лъч от Националната лаборатория за висока енергия (КЕК) в Цукуба, който бе открит на инсталирането на супер-Kamiokande, който се намира на разстояние от 250 км от КЕК. Супер-Kamiokande детектор едновременно провежда независими разследвания на атмосферни и слънчеви неутрино, търсейки протон гниене, и в същото време е част от газта експерименти, извършващи далеч неутрино функция детектор. В T2K експеримент използва интензивен лъч неутрино ново съоръжение J-PARC в Tokai, приблизително по средата между Токио и Fukushima-1 известно растение. Неутрино пътуват до Земята от единия бряг на Япония в друга 295 km и са регистрирани в детектора Super-Kamiokande.
В нашата група, заедно с колеги от много други страни T2K експеримент участват в така наречената "в близост до" детектор, който се намира в близост до канала неутрино на територията на J-PARC. Този лъч трептене детектор мерки параметри неутрино с необходимостта от точно измерване на трептене параметри. Направихме така наречените високо енергийни мюони детектора. Той е изцяло проектиран и изработен в България, в Института за ядрени изследвания и след това прехвърлен в Япония.
След това, пейзаж на неутрино физика започна да се променя драстично, тъй като резултатът позволено да отворят една уникална гледна точка на новите експерименти на трептене, чиято основна цел е да се намери комбинацията от паритет нарушение в неутрино трептения.
- Какво е това?
- Представете си, че имате някаква частица, като електрон. След това реши да станеш античастица и по този начин се в "огледалния", един свят, където всички процеси са едни и същи, но с пространствена гледна точка огледално. Ако се съхранява в съчетание паритета (CP паритет), всички физически закони и процеси на нашия свят в огледало свят за позитрон същата като тази за електрон в нашия свят. Това означава, че преходът няма да се вижда.
Възможно е електромагнитни взаимодействия и силните взаимодействия, всичко се случва по този начин. Разликата може да бъде открит само в слабите взаимодействия. Ако масата на неутриното е нула, в съчетание паритет трябва да се запази за себе си и неутрино трептения. Но масата на неутриното не е нула, и ние не знаем как да се държат в частица от гледна точка на опазването на комбиниран паритет.
Ако CP паритет се запазва, а след това трябва да се търсят други отговори, за да обясни на господството на целия свят срещу света. Ако безпокоят, че е възможно по пътя ние ще намерим otgadku и да разберат как и защо там се е образувала Вселената.
Така че, сега новите експерименти - продължаване на T2K, наскоро започна Нова и подготовка ДЮН в Съединените щати, както и проект на Hyper-Kamiokande в Япония - просто се съсредоточи главно върху търсенето на CP нарушение в неутрино трептения, или с други думи, лептонен сектор на стандартния образец.
Само преди година бяхме в експеримента T2K вече се вижда намек за CP-нарушение. Ако това се потвърди, че ще за втори път, за да получите късмет за опашката! Ако успеем в крайна сметка да се отвори този ефект, е възможно, че наистина може да обясни липсата на анти-свят.
- Какво ще замени стандартния модел?
- Не можем да кажем, че нашите резултати от отмяната му. Точно както Нютоновата механика, например, че ще работи добре. Виж, самолети летят, влакове, ябълки падат. Но когато отидеш в близост до скоростта или мащаба на микрокосмоса, ситуацията става по-различно. Така че тук, за стандартния модел ще изисква разширяване, но тя ще работи добре във вашия район.