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:
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 1613 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 2175 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 1587 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 1527 2 Научные открытия
0
Модернизация  БАК открывает новые научные горизонты
Большой адронный коллайдер (БАК) был остановлен с целью проведения модернизации. Этот процесс займёт, по меньшей мере, два года. Исследователи выражают надежду на то, что эта модернизация позволит БАК достичь своей полной мощности, которая была снижена после инцидента, случившегося вскоре ..
2013-04-8 1336 0 Научные открытия
0
Создана первая масштабируемая реализация квантового алгоритма
Физики из Массачусетского технологического института в США и Инсбрукского университета в Австрии создали квантовый компьютер, который впервые допускает масштабирование при реализации квантового алгоритма Питера Шора. Исследование ученых опубликовано в журнале Science.Ученые спроектировали и построили квантовый компьютер из пяти атомов ..
2016-03-04 1544 0 Научные открытия
3
Ученые начали изучать голографическую Вселенную
Ученые из Фермилаб в США в рамках проекта Holometer, рассчитанного на поиск голографических флуктуаций пространства, начали собирать первые данные, сообщается на сайте лаборатории. Исследование специалистов позволит проверить ряд концепций об устройстве Вселенной. Современные физические теории предсказывают существование дополнительных измерений. ..
2014-08-27 1671 0 Научные открытия
0
Математики открыли новое наибольшее простое число
Математик Кертис Купер из Центрального университета Миссури в городе Уорренсберг открыл новое наибольшее из известных науке простое число. Оно равно 274207281 – 1 и содержит 22 338 618 цифр. Об этом сообщает издание New Scientist.Простым числом называется натуральное число, имеющее только ..
2016-01-20 2107 0 Научные открытия
2
Ученые впервые увидели движение атома в кристалле
Ученые из США, Японии и Австралии впервые наблюдали движение атома внутри объемного материала. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Окриджской национальной лаборатории. Ученые наблюдали диффузию ..
2014-10-15 1767 0 Научные открытия
0
Физики вновь озадачены результатами измерений протона
Очередные попытки измерить размер протона поставили ученых в тупик. Результаты вновь оказались отличными от предыдущих, полученных при использовании других методов, и причины этих различий ученые найти не могут. В этот раз физики измерили размер протона при помощи метода ..
2014-01-15 2571 3 Научные открытия
3
Физики научились перемещать объекты по воде при помощи волн
Ученые из Австралии, Израиля и России научились с помощью волны перемещать объекты на поверхности воды. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Австралийского национального университета в Канберре. Специалисты с помощью волновых ..
2014-08-12 2174 0 Научные открытия
0
Cуперкомпьютер «Ломоносов» помог объяснить укладку ДНК по принципу спагетти
Ученые из Московского государственного университета (МГУ) при помощи суперкомпьютера нашли возможное объяснение укладки ДНК по принципу спагетти. Как сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру», результаты исследований опубликованы в журнале Physical Review Letters. Ученые пришли к выводу, что молекула ДНК в ядре клетки ..
2015-05-26 6697 0 Научные открытия
1
Ученые обнаружили необычные связанные скирмионы
Физики из США и Японии впервые наблюдали связанные состояния скирмионов, которыми можно управлять при помощи электрического поля. Свое исследование ученые опубликовали в журнале Physical Review Letters, кратко с ним можно ознакомиться сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Ученые ..
2014-06-28 1528 0 Научные открытия
0
Ученым удалось найти способ выключения памяти
Исходя из недавних исследований, американские нейробиологи пришли к выводу, что синтез белков необходимых для формирования памяти контролируется с помощью микро РНК. Во время эксперимента, ученые обрабатывали нейроны, которые выращивались в лабораторных условиях гормоном BDNF, после чего наблюдали ..
2012-03-8 1638 0 Научные открытия
0
Научные работы проверят на плагиат
Минобрнауки утвердило новое положение о совете по защите диссертаций, требуя проверять их на оргинальность текста. Сегодня на заседании коллегии Минобрнауки было утверждено новое положение о совете по защите диссертаций. Новые советы должны будут использовать в своей работе систему ..
2011-12-7 2421 0 Научные открытия
0