Фрагмент LHC, сектор 3-4. Изображение: Maximilien Brice, CERN

Почему мы существуем? Это, пожалуй, один из самых сложных вопросов, и он может оказаться совершенно за пределами понимания физики элементарных частиц. Но новый эксперимент на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе приблизил нас к пониманию этого.

Чтобы понять почему, давайте вернемся назад во времена Большого взрыва на 13,8 миллиардов лет назад. Это событие произвело равное количество вещества, из которого состоит все материальное, а также нечто, называемое антивеществом. Считается, что каждая частица имеет аналог в виде антивещества, которое практически идентично этому веществу, но с противоположным зарядом. Когда частица и ее античастица встречаются, они аннигилируют друг друга, исчезая во вспышке света.

Почему Вселенная, которую мы видим сегодня, целиком состоит из материи, является одной из величайших загадок современной физики. Ведь при равном количестве вещества и антивещества, все во вселенной было бы уничтожено. Эксперимент LHCb со статистической достоверностью 99,9999% раскрыл новый источник асимметрии между веществом и антивеществом, позволяющий веществу доминировать во вселенной.

Основными строительными блоками из которых состоят атомы, являются элементарные частицы, называемые кварками и лептонами. Существует шесть видов кварков:

Кварки u (от англ. up — «вверх») и d (от англ. down — «вниз») называют обычными, s — кварк (от англ. strange — «странный», или sideways — «боковой») называют странным, с — кварк (от англ. charm — «шарм», «очарование») — шармированным или очарованным, b -кварк (от англ. beauty — «красота» или bottom — «нижний») — красивым или прелестным, t — кварк (от англ. truth — «истинный»).

Точно так же есть шесть лептонов: электрон, мюон, тау и три вида нейтрино.

В дополнение к «вещественным», существуют антивещественные копии этих двенадцати частиц, которые отличаются только своим зарядом.

Частицы антивещества в принципе должны быть идеальным зеркальным отражением их нормальных спутников, но эксперименты показывают, что это не всегда так. Возьмем, к примеру, частицы, известные как мезоны, которые состоят из одного кварка и одного антикварка. Нейтральные мезоны имеют удивительную особенность: они могут самопроизвольно превращаться в свой анти-мезон и наоборот. Но эксперименты показали, что это может происходить больше в одном направлении, чем в противоположном, создавая со временем больше вещества, чем антивещества.

Теории и эксперимент

Среди частиц, содержащих кварки, обнаружены такие асимметрии только у тех, которые включают странные и нижние кварки, и это были чрезвычайно важные открытия. Самое первое наблюдение асимметрии с участием странных частиц в 1964 году позволило теоретикам предсказать существование шести кварков в то время, когда было известно, что существует только три кварка. Открытие асимметрии в b частицах в 2001 году стало окончательным подтверждением шести кварковой картины. Оба открытия привели к Нобелевской премии.

И странный, и нижний кварки (s и d — кварки) несут отрицательный электрический заряд. Единственный положительно заряженный кварк, который в теории способен образовывать частицы, проявляющие асимметрию вещества и антивещества, это с — кварк (очарование). Теория предполагает, что если это так, то эффект должен быть крошечным и его трудно обнаружить.

Но эксперимент LHCb смог показать такую асимметрию в частицах, называемых D-мезонами, которые состоят из кварков очарования. Это стало возможным благодаря беспрецедентному количеству частиц очарования, полученным непосредственно в столкновениях на Большом адронном коллайдере. Результаты показывают, что вероятность статистической ошибки приблизительно равна 50 на 1 000 000 000.

Так как несколько известных случаев асимметрии не могут объяснить, почему во вселенной так много материи. Одного открытия очарования будет недостаточно, чтобы заполнить этот пробел, но это важная часть головоломки в понимании взаимодействия фундаментальных частиц.

Следующие шаги

За открытием последует увеличение количества теоретических работ, которые помогут интерпретировать результат. Но что еще более важно, он наметит дальнейшие исследования.

В предстоящее десятилетие нас ожидает модернизированный эксперимент LHCb, который будет дополнен экспериментом Belle II в Японии. Эксперимент AMS-2 на борту Международной космической станции и еще целый ряд текущих и будущих экспериментов будет посвящен вопросу о том, существует ли асимметрия вещества и антивещества среди нейтрино.

Хотя мы до сих пор не можем полностью разгадать тайну асимметрии материи и антивещества во вселенной, наше последнее открытие открыло дверь в эру точных измерений, которые могут раскрыть еще неизвестные явления.

Источник

Я в ВК - https://vk.com/twiggi_light

Размеры указаны с точностью до сантиметра, но спасибо и на этом. Длина — 4750 мм, ширина — 2100, высота — 1200. Колёсная база неизвестна. Масса «лёгкой, как пёрышко» махины составляет две тонны. По задумке авторов, кузов «благодаря новой технологии» восстанавливает форму после аварии.

Концепт DS X E-Tense был впервые представлен в апреле, однако на сцену Пекинского автошоу так и не взобрался. Премьера живьём состоится второго октября в Париже, и перед ней к лирическому описанию («автомобиль мечты и видение роскоши в 2035 году») добавилась физика. В июльских спецификациях указана мощность 200 кВт (272 л.с.), хотя раньше французы обещали вдвое больше. Очевидно, передние колёса отныне раскручивает один мотор, а не два. Овербуста до мегаватта (1360 л.с.) больше нет. Тем не менее разгон до сотни занимает лишь 3,7 с, а максимальная скорость — 225 км/ч. О запасе хода можно только гадать.

В основе электрокара лежит углепластиковый монокок. Подвеска — на двойных треугольных рычагах, выполненных из стали. Спереди и сзади стоят четырёхпоршневые тормозные суппорты с вентилируемыми дисками диаметром 380 мм. Шины — Michelin Pilot Sport 4S (275/40 R22).

Кабину и салон нам показывают впервые. Считается важным, что в оформлении интерьера поучаствовала фирма Maison Lemarie, виртуальные часы изготовлены в B.R.M. Chronographes, премиальную аудиосистему установила компания Focal.

Машину создавали спортивное подразделение DS Performance и команда Формулы-E. Воплощена трёхместная концепция «два автомобиля в одном». На носу и хвосте машины расположены «световые занавесы» DS Light Veil, чья яркость регулируется.

Всё-таки ничего подобного, что творит DS, не делает больше вообще никто, и не собирается. У шоу-кара очень много нюансов: приборка в виде кристалла, X-образный руль, замысловатые сиденья, динамики-ромбы в деревянной передней панели, диковинные сопряжения материалов, синтетические перья и так далее. Причём французы не просто заставили концепт ехать, но и приблизили силовую установку к реальности. А ведь могли банально показать макет.

Константин Болотов. Фото: DS Automobiles

Источник: drive2.ru