Физики опять не нашли нарушения симметрии между материей и антиматерией

Самый точный на данный момент эксперимент по изучению антипротонов не обнаружил существенного отличия магнитных свойств этой частицы от ее партнера — протона. Таким образом, проблема дисбаланса материи и антиматерии в видимой Вселенной по-прежнему не решена. Статья с результатами опубликована в журнале Nature.

Международный коллектив установил новые ограничения на различия между материей и антиматерией. Используя новаторский подход измерения пары частиц, ученые смогли увеличить точность измерения магнитного момента антипротона в 350 раз. Измеренная величина оказалась чрезвычайно близка к аналогичному параметру протона. Таким образом, если нарушение комбинированной CPT-симметрии (одновременное изменение зарядов, зеркальное отображение и обратный ход времени) и существует, то оно невероятно мало.

Для достижения такого результата ученые разработали новый метод измерения. Он заключается в том, что в ловушку с однородным магнитным полем одновременно ловят две частицы, при этом одна из них находится при температуре 350 кельвинов, а другая — при всего 0,15 кельвина. Первый антипротон используется для точной калибровки магнитного поля, которая достигается путем измерения его циклотронной частоты вращения. У второго измеряется ларморовская частота, которая связана с взаимодействием спина частицы и магнитного поля.

Полученное значение магнитного момента — 2,7928473441(42) — очень близко к измеренной этой же группой в 2014 году аналогичного параметра протона, который составляет 2,792847350(9). Такое небольшое отличие накладывает новые ограничения на возможные высокоэнергетические механизмы, которые могли привести к спонтанному нарушению симметрии в ранней Вселенной, то есть породили разное количество материи и антиматерии.