Античастицы и антиматерия

Классическая модель физики не может дать объяснение множеству феноменов Вселенной. Для разрешения этой проблемы была выдвинута гипотеза о существовании античастиц и состоящей из них антиматерии. Согласно теории, вещество и антивещество возникли в равных пропорциях сразу после Большого Взрыва. Однако существуют только косвенные признаки антиматерии: наблюдения за космосом не дали прямых указаний на ее присутствие.

А вот лабораторные эксперименты оказались гораздо удачнее. Так, в 1936 году были обнаружены мюон и его античастица, в 1955-м - был зарегистрирован антипротон, а годом позже – антинейтрон. В настоящее время известны антиподы практически у большинства частиц, и у физиков не возникает сомнений в том, что это верно для них всех. Другое дело, если античастица ничем не отличается от своего прообраза, что часто наблюдается у таких нейтральных объектов, как фотон, бозон Хиггза, гравитон.

Описывающие двойственную природу Вселенной законы физики отлично работают, подтверждаясь на практике, однако у ученых возникает вопрос – как это возможно, когда подавляющая часть видимого нами космоса состоит из обычной материи? Для объяснения этого феномена существует две различные теории. Первая из них гласит, что особенности различия между материей и антиматерией привели к постепенному доминированию обычного вещества. Античастицы оказались или вытеснены из нашей Вселенной, или в силу какой-то нестабильности прекратили существования. И лишь остатки этой физической формы изредка могут быть зарегистрированы научной аппаратурой.

Согласно этой теории антиматерия образует собственную Вселенную, которая является истинным отражением нашего мира. А раз так, то все проведенные эксперименты подобны царапинам острым предметом по стеклу, и все попавшие в наш мир античастицы выбиты из своей реальности принудительно. В 1998 году эксперименты Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) выявили, что редкие квантовые элементы каоны регулярно переходят в античастицы, в то время как обратная трансформация наблюдается гораздо реже. Это приводило к образованию дисбаланса между материей и антиматерией с преобладанием последней. Продолжая эту серию экспериментов на своих ускорителях, физики из США и Японии обнаружили подобное поведение у других элементарных частиц – более тяжелых Б-мезонов. Теперь все надежды возлагаются на Большой адронный коллайдер, на котором при помощи 4500-тонного детектора будут исследованны миллиарды Б-мезонов в попытке найти причину образования антиматерии.

По другой теории существования антиматерии большинство частиц и античастиц аннигилировали сразу после Большого Взрыва, и лишь небольшие их скопления оказались разбросаны в разные концы космоса. Тогда где-то, очень далеко от нас должна находиться целая Вселенная из антиматерии, которую освещают анти-звезды и, может быть, населяет анти-жизнь. Положить конец всем спорам и предложить единую теорию антивещества поможет обнаружение химического элемента, полностью состоящего из античастиц. Возможно, какой-нибудь антипод водорода или гелия сможет рассказать ученым много нового – как он появился, откуда пришел и как сможет существовать в нашей материальной Вселенной.