Один из базовых принципов квантовой теории поля гласит, что если одновременно провести три преобразования (инверсию, т.е. изменения знака) – заряда, времени и четности – то все уравнения теории полностью сохранят свою применимость. СРТ-симметрия считается фундаментальным качеством физических законов.

Из нее, в частности, вытекает тот факт, что если античастица отличается от частицы лишь знаком своего заряда и направлением спина, то во всем остальном они совершенно идентичны. И если бы, скажем, Вселенная состояла не из протонов, электронов и т. д., а из их противоположностей – антипротонов, позитронов и т. п. – то она вела бы себя в точности как наша, за исключением обратного направления «стрелы времени».

Подобные фундаментальные принципы – тем более стопроцентно неподтвержденные – нуждаются в самой тщательной экспериментальной проверке. Для этого в Европейском Центре ядерных исследований (CERN) работает международная коллаборация ASACUSA, «Атомная спектроскопия и столкновения с использованием медленных антипротонов». Целью этих экспериментов является получение частиц антивещества и проведение их спектроскопических исследований.

Константин Томс, сотрудник коллаборации ATLAS Большого Адронного Коллайдера, CERN:

– Скорее всего, никаких отличий от спектра обычного вещества не будет, но если вдруг обнаружится отклонение, для современной физики это будет настоящая революция. Шансы на это, конечно, ничтожны, но проверить такую возможность стоит обязательно, поскольку последствия для науки могут быть просто грандиозными.

Бомбардируя пучком высокоэнергетических протонов неподвижную мишень, ученые получают пары протонов и антипротонов, разлетающихся в стороны на скорости, близкой к скорости света. Чтобы «сложить» такие антипротоны с позитронами и получить атомы антиводорода, их приходится тормозить сложными магнитными ловушками до скорости примерно вдесятеро ниже световой. Лишь затем их можно столкнуть с облаком позитронов, где – пусть и ненадолго – появятся отдельные атомы бесценного антиводорода.

Однако на следующем этапе создаваемые магнитными ловушками поля начинают мешать работе, искажая точные спектроскопические измерения. Только недавно участники ASACUSAсообщили, что им удалось решить эту проблему, получив пучок антипротонов, вылетающий за пределы электромагнитного поля на 1,6 м. На этом расстоянии авторы зарегистрировали вполне достаточное количество антиводорода – ровным счетом 80 атомов.

Константин Томс:

– Антиводород и антигелий получали и раньше, но их удерживали на месте магнитными ловушками, которые мешают точным измерениям спектров. Поэтому то, что авторам удалось получить пучок, летящий на несколько метров, – это уже большой прорыв, который позволит получить спектр антиводорода.

В самом деле, теперь можно приступать, наконец, к главному, к получению спектра антиводорода, который, в соответствии с СРТ-теорией, не должен ни на йоту отличаться от спектра обычного водорода. Если же расхождения найдутся – придется начинать революцию.

Источник