Асимметрию времени проверят при помощи изотопов радия

Асимметрию времени проверят при помощи изотопов радия

Физики из США решили при помощи радиоактивного изотопа радия-225 проверить симметрии уравнений физики элементарных частиц относительно обращений времени и координат. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters.

T- и P-симметрии (относительно замены времени и пространственных координат на противоположные, то есть со знаком минус, соответственно) уравнений Стандартной модели (СМ) физики элементарных частиц связаны с фундаментальными свойствами мира. В частности, существует так называемая CPT-теорема, согласно которой уравнения СМ должны оставаться неизменными относительно замены временных и пространственных переменных на противоположные, а частиц — на античастицы (P-преобразование).

Невыполнение CPT-теоремы может означать нарушение принципа относительности Альберта Эйнштейна, а ее выполнение приводит к непротиворечивости существования вселенной, состоящей из антиматерии. Нарушение этого принципа в СМ может свидетельствовать о «новой физике» и необходимости построения теории, в которой бы CPT-теорема выполнялась.

Из CPT-теоремы следует, что нарушение одной из симметрий сопровождается нарушением комбинации двух других симметрий. В частности, если нарушена T-симметрия, то должна быть нарушена и CP-симметрия. В СМ эти симметрии нарушаются в слабых взаимодействиях. За открытие нарушения CP-симметрии в распадах нейтральных каонов американские физики Джеймс Кронин и Вал Фитч в 1980 году получили Нобелевскую премию.

Искать нарушение фундаментальных симметрий физики предложили при помощи измерения электрического дипольного момента (ЭДМ) ядра радиоактивного изотопа радия-225. ЭДМ описывает неравномерность распределения электрического заряда внутри частицы, в частности, ядра. ЭДМ частицы проявляется, когда последняя помещается в магнитное или электрическое поля. В случае, если она находится вне них, ее ЭДМ должен быть равен нулю.

Согласно СМ, атомы любых элементов могут иметь ненулевое, но малое значение ЭДМ. Ученые выбрали изотоп радия-225, поскольку его ядро имеет искаженную грушеподобную форму, а теоретические расчеты показывают, что оно может быть чувствительным к нарушающим симметрию взаимодействиям. В частности, ядро радия-225 может иметь большой ЭДМ, что предсказывается рядом теорий, описывающих нарушение симметрии между веществом и антивеществом во Вселенной.

Для обнаружения ненулевого ЭДМ физики предложили при помощи лазеров заманить в ловушку и охладить (замедлить до низких скоростей) облако с атомами радия. Далее при помощи излучения с круговой поляризацией ученые выровняли ядерные спины частиц, а затем начали отслеживать частоту их прецессии при помещении системы в магнитные и электрические поля. Поскольку частота прецессии зависит от ЭДМ, измерение первой позволило ученым получить верхнее ограничение на величину последней, которое оказалось равным 5

Lenta.ru

Похожие новости:
Найдены новые доказательства теории Большого взрыва
Международная команда ученых, используя самый мощный телескоп на Земле, открыла, что в моменты времени сразу после Большого взрыва Вселенная вела себя так, как предсказывается теорией, устранив таким образом значительное несоответствие между теорией и наблюдениями, беспокоившее ..
2013-06-10 2937 0 Научные открытия
1
Молнию поймали за созданием радиоактивных изотопов
Японские физики впервые пронаблюдали «живьем» предсказанное теоретиками рождение радиоактивных изотопов при ударе молнии. Статья опубликована в журнале Nature.Молнии являются естественными ускорителями частиц. Лавины релятивистских убегающих электронов, которые развиваются в электрических полях в грозовых облаках, ..
2017-11-26 3411 0 Научные открытия
0
Ученые объяснили асимметрию чтения ДНК
Молекулярные биологи из Массачусетского технологического института обнаружили один из механизмов, который позволяет объяснить асимметрию транскрипции ДНК у человека и других ядерных организмов. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature, кратко о ней пишет пресс-служба MIT. В ходе исследования ученые ..
2013-06-25 1438 0 Научные открытия
0
Солнечная система оказалась фабрикой тяжелых изотопов
Ученые доказали, что на ранних этапах формирования Солнечной системы в ней производились тяжелые химические изотопы, в частности кюрий-247. Результаты исследования авторов опубликованы в журнале Science Advances.Геохимики изучили метеоритный образец под названием «Любопытная Мари». По сравнению с другими изотопами, он содержал ..
2016-03-06 1327 0 Научные открытия
0
В ЦЕРНе с новой точностью измерили заряд антиводорода
Коллаборация ALPHA в ЦЕРНе провела измерение заряда антиводорода с точностью до восьмого знака после запятой. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications, кратко с ней можно ознакомиться на сайте ЦЕРНа. В своем эксперименте ученые изучали траектории атомов антиводорода, ..
2014-06-04 1374 0 Научные открытия
0
Открыто новое дважды магическое ядро кальция
Ученые из ЦЕРНа показали, что теоретическая ядерная физика не описывает наблюдаемые в эксперименте свойства изотопов химических элементов и доказали существование нового дважды магического ядра кальция. Результаты исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко о них сообщается на сайте ..
2016-02-10 1448 0 Научные открытия
-1
Атмосфера Земли в архее напоминала метановое одеяло
Американские геологи смогли доказать, что 2,6 миллиарда лет назад, во время архея - первой геологической эры в истории Земли - атмосфера нашей планеты напоминала метановое "одеяло", которое сегодня покрывает поверхность Титана, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience . Архей ..
2012-03-19 3781 4 Научные открытия
0
Геологи определили начало движения земной коры
Геологи провели изотопный анализ старейших кристаллов циркона из Гренландии и установили предполагаемое время начала тектонической активности литосферных плит. По словам ученых, движение земной коры стартовало 3,2 миллиарда лет назад. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое содержание ..
2012-06-2 1532 0 Научные открытия
0
Ученые ЦЕРН находят ключи к антивеществу
Большой адронный коллайдер (БАК) дает новые ключи к разгадке одной из основных тайн Вселенной: почему в ней преобладает вещество, а не антивещество, пишет Financial Times. Антивещество является зеркальным отражением вещества, а если они встречаются, то уничтожают друг друга, в результате чего ..
2012-09-9 1936 0 Научные открытия
0
Атомные массы некоторых элементов будут переписаны
...Причём случится это, судя по всему, уже в августе 2013-го. Наследие русской химической науки XIX века только что получило небольшой апдейт: пять элементов в сердце периодической таблицы Менделеева оказались не совсем такими, какими мы их представляли. «Ваш учитель химии, возможно, ..
2013-05-25 1620 0 Научные открытия
0
Теорию относительности проверят с помощью пульсара и пары карликов
Международная группа астрофизиков обнаружили тройную систему, состоящую из нейтронной звезды-пульсара и двух белых карликов. По словам ученых, необычное строение системы позволяет с высокой точностью проверить так называемый сильный принцип эквивалентности Общей теории относительности Эйнштейна. Исследование ..
2014-01-08 1324 2 Научные открытия
0
Физики доказали нестабильность пятимерных черных дыр
Математические физики из Великобритании впервые показали, что черные дыры в пятимерном и более высокой размерности пространстве-времени нестабильны и нарушают принцип космической цензуры. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а кратко о нем сообщается на сайте Кембриджского университета.Принцип космической цензуры ..
2016-02-20 1806 0 Научные открытия
1
Пересмотр истории: радиоизотопный метод ошибочен
Ученые из Британской геологической службы и Массачусетского технологического института уточнили методику измерения времени по изотопному составу урана, которая сегодня используется для оценки давности основных геологических событий. Таким образом, выяснилось, что предыдущие исследования ошибочно «старили» события ..
2012-04-16 1550 0 Научные открытия
0
В атмосфере нашли источник антиматерии
Японские ученые обнаружили, что разряды молнии в атмосфере Земли приводят к рождению позитронов — античастиц электронов. Исследование опубликовано в журнале Nature, сообщается в пресс-релизе Киотского университета, размещенном на сайте EurekAlert!.В ходе наблюдений ученые обнаружили три различных типа гамма-всплесков, ..
2017-11-23 3417 0 Научные открытия
0
Изотоп Sm-146 изменяет историю Солнечной системы
Согласно исследованиям «U. S. Department of Energy’s Argonne National Laboratory» опубликованным в журнале «Science», на самом деле, первые дни нашей Солнечной системы могли выглядеть совсем иначе, чем считалось ранее, сообщает «WordScience.org». Чтобы определить период полураспада самария ..
2012-04-6 1242 0 Научные открытия
0