«А должно быть симметрично»

Физикам ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий – прим. ВЗГЛЯД) удалось получить и удержать атомы антиводорода, то есть частицы антивещества, на целых 16 минут. Указанного времени достаточно, чтобы существенно продвинуть вперед научные исследования в этой области знаний, а также приблизиться к ответу на вопрос о возникновении нашей Вселенной, пишет в понедельник журнал Nature. К этому результату участники эксперимента «АЛЬФА» пришли благодаря использованию специальной вакуумной ловушки для антипротонов, информирует ИТАР-ТАСС.

На эту тему
• Эксперты: Графен произведет революцию в микроэлектронике
• Галина Абросимова: Оборудование - больное место
• Алферов: Исследования Нобелевских лауреатов приведут к прорыву в электронике
• Лауреат Нобелевской премии: Не ожидал получения награды в 2010 году
• Ученые из России получили Нобеля по физике

Полученный в ходе экспериментов атом антиводорода состоит из негативно заряженного антипротона и положительно заряженного позитрона – античастиц протона и электрона.

Теперь исследователи должны сравнить уровни энергии антиводорода и водорода для того, чтобы подтвердить, что антиматерия обладает такой же силой электромагнитного воздействия, что и материя. Таким образом, появится возможность приблизиться к ответу на вопрос о происхождении Вселенной вследствие Большого взрыва. Ведь, как сообщили женевские физики, до сих пор неизвестно, почему Вселенная состоит из вещества, а не из антивещества, которые, предположительно, не могут находиться одновременно в одном месте, передает BBC. Предположение, что антиматерия обладает такой же силой электромагнитного воздействия, что и материя, лежит в основании теории Большого взрыва, который, по одной из версий, привел к образованию нашей Вселенной. Большой взрыв 13 млрд лет назад произвел одинаковое число материи и антиматерии, однако последняя исчезла. Ученые пытаются объяснить возникшую в нашем мире асимметрию, найти ее источник и объяснить развитие Вселенной.

По просьбе газеты ВЗГЛЯД открытие европейских ученых прокомментировал директор отделения физики высоких энергий Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) РАН, профессор, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Алексей Воробьев.

ВЗГЛЯД: Алексей Алексеевич, насколько существенно достижение ученых, о котором сообщается в понедельник? Это прорыв?

Профессор Алексей Воробьев считает, что теперь открывается возможность изучения свойств атома антиводорода (фото: hepd.pnpi.spb.ru)

Алексей Воробьев: Там действительно получили антиводород. Но его получали там же и раньше. Правда, в меньших количествах. А главное достижение состоит в том, что он прожил у них достаточно большое количество времени. И теперь перед ними открывается возможность сделать следующий шаг, а именно начать изучение свойств атомов антиводорода. Дело в том, что водород – это самая идеальная система для описания методом квантовой механики, то есть той части физики, которая отвечает за движение всех микрочастиц. И теперь по мере продвижения работы ЦЕРНа будет ставиться вопрос о том, чтобы серьезно исследовать разные уровни не только водорода, но и антиводорода. До этого, я думаю, дело пока не дошло. Но есть большое движение в этом направлении. Для этого только нужно накопить в специальных ловушках достаточное количество антивещества.

ВЗГЛЯД: И на какой вопрос ответит эксперимент по исследованию антиводорода?

А. В.: Если его атомная структура вдруг каким-то образом отличается от структуры обычного водорода, то это будет большая фундаментальная проблема. А проще говоря, мы увидим наглядное свидетельство нарушения симметрии в мире.

#{interviewsociety}ВЗГЛЯД: Те 16 минут, в течение которых ученым удалось сохранить антиводород, – это много? Это прорыв или очередной небольшой шаг вперед?

А.В .: Там все начиналось с долей секунды. А теперь – 16 минут. Это, безусловно, важный результат – иначе бы не стал об этом писать серьезный журнал.

ВЗГЛЯД: Журнал Nature пишет, что ученые приблизились к ответу на вопрос о возникновении Вселенной. Так ли это?

А. В.: Вселенная состоит, как мы теперь все знаем, из вещества. С другой стороны, во всех известных нам реакциях рождения частиц рождается поровну вещества и антивещества. Поэтому в момент Большого взрыва в космосе, когда и образовалась Вселенная, тоже, видимо, было одинаковое количество вещества и антивещества. Но, сталкиваясь друг с другом, они всегда «аннигилируют», то есть взаимодействуют и исчезают. Вселенная, таким образом, должна была родиться и тут же исчезнуть, превратившись в фотоны (частичка электромагнитного излучения, в узком смысле света – прим. ВЗГЛЯД). И действительно, почти так и получилось, Вселенная исчезла, но одна миллиардная часть почему-то осталась. Это и есть мы с вами. По нашим законам, ничего не должно было остаться, потому что все должно быть симметрично. Значит, где-то симметрия нарушается, и ученые уже довольно давно ищут это место.

ВЗГЛЯД: Вы думаете, исследования ЦЕРНа помогут ответить на самый главный вопрос?

А. В.: Такое нарушение симметрии на самом деле уже нашли – не в атоме водорода, а в распаде других элементарных частиц. Но пока этих нарушений недостаточно, чтобы объяснить глобальную диспропорцию во Вселенной, надо искать другие источники асимметрии. И вот сравнение между собой атомов водорода и антиводорода нам в этом поможет. Можно сказать, что вся современная наука началась с изучения атомной структуры водорода.

ВЗГЛЯД: Напомните, пожалуйста, что такое антиматерия? Где ее можно встретить?

А. В.: Те кто, прослушал курс физики, знают, что есть электроны и есть, например, позитроны. Позитрон – это тот же электрон, только с положительным знаком. Это и есть антиэлектрон, он является частицей антиматерии. И вообще, каждой частице в природе соответствует античастица, если у одной заряд – плюс, то у другой – минус, если есть вещество, то есть и антивещество. А самое главное свойство антивещества – при столкновении со своим собратом они оба исчезают... Они превращаются во что-то другое – а именно в энергию фотонов.

То есть частиц антивещества в окружающем нас мире могло бы быть сколько угодно. Только они не могут существовать хоть сколько-нибудь продолжительное время. Находя свою противоположность, они тут же исчезают. В ЦЕРНе же смогли удержать их от этого целых 16 минут.

ВЗГЛЯД: В целом как вы оцениваете работу ЦЕРНа? Что удалось, что не удалось?

А. В.: ЦЕРН – это центр мировой науки, вот и все. Что-то удается, что-то нет, но сегодня это передний фронт современных фундаментальных исследований.

ВЗГЛЯД: И какова доля участия в этом России?

А. В.: Хотя мы не являемся официальными членами Европейской организации, там работают несколько сот российских ученых. Всего же в штате ЦЕРНа 2,5 тыс. сотрудников, но ученых, которые периодически приезжают, и тех, кто работает, сидя на рабочих местах в своих странах, около 15 тыс. Большой адронный коллайдер (БАК) является главной экспериментальной площадкой ЦЕРНа, но помимо него есть и другие.