|
№ 39 (4188)
декабрь 2006 |
Лекторий МГУ
«Материя, антиматерия, темная материя…»
О различных видах материи, ее свойствах и природе на недавно прошедшем заседании Лектория Московского университета рассказывал выпускник физического факультета, а ныне заместитель директора Института теоретической и экспериментальной физики, член–корреспондент РАН Михаил Владимирович Данилов. Будучи экспериментатором, он больше говорил о практических явлениях, которые помогли выявить наличие в окружающем нас мире таких субстанций, как антивещество и темная материя.
В самом начале своего доклада Михаил Владимирович перешел к историческим предпосылкам открытия антиматерии. Природа сама по себе в основном симметрична. Каждая ее частица имеет собственную античастицу. Революционное предположение о существовании антиматерии в целом выдвинул еще Дирак. Эта теория в начале 30-х годов была встречена, как и все революционное в науке, поначалу в штыки. Однако позже, в 1956 году при доказательстве ее существования было обнаружено, что в слабом взаимодействии не сохраняется зеркальная симметрия. Тогда в ИТЭФе показали, что как следствие не сохраняется и зарядовая симметрия. Позже этот факт был доказан Л. Ландау. Однако, если существует инвариантность относительно зеркальной и зарядовой симметрии, то значит опять нельзя отличить материю от антиматерии. Позже было показано, что разница между ними все-таки есть, иначе не образовались бы галактики и мы.
Но, несмотря на бурно развивающееся направление исследований антиматерии и античастиц, вопросов осталось еще очень много. Среди них:
1. Почему масса кварков так отличается друг от друга?
2. Откуда возникает иерархия констант связи?
3. Зачем нужно три поколения кварков и лептонов? Может, они необходимы для обеспечения различия свойств материи и антиматерии?
В то время как экспериментаторы пытались найти ответы на эти вопросы, теоретики показали, что существовавших тогда теорий было недостаточно для объяснения преобладания в нашем мире материи. Астрофизики при этом обнаружили, что большая часть материи имеет совершенно неестественную природу. Около 85% всей материи во Вселенной — темная, т. е. что-то неизвестное. К такому заключению пришли, установив, что скорость звезд на краю Галактики вопреки законам Ньютона не уменьшается. Другим доказательством существования темной матери стало измерение реликтового излучения.
В своем докладе Михаил Владимирович также говорил об экспериментальном обнаружении различных эффектов и о фоне, который весьма осложняет наблюдения. В результате опыты приходится делать в глубоких пещерах, для уменьшения фона, вызванного излучением и в основном имеющего электромагнитную природу. Исследователи пользуются также сверхчувствительными детекторами, которые способны зарегистрировать изменения температуры на тысячные доли градусов. Кроме того, они разрабатывают и новые приборы для исследования темной материи. Так, последний экспериментальный образец вскоре начнет работу в Англии на глубине 1100 м.
Помимо различных опытов по обнаружению частиц темной материи в природе, современные исследователи пытаются получить их в лабораториях (в том числе и в ИТЭФе).
В заключение Михаил Владимирович показал, что современная наука в данной области находится на пороге удвоения количества фундаментальных частиц. Ученые ждут открытия суперсимметрии. Однако пока не определен механизм, который сможет объяснить избыток темной материи в природе.
Ольга Конотоп, наш корр.
|
