Международная команда учёных запустила амбициозный эксперимент под названием MACE. Его главная цель — обнаружить невероятно редкое событие: самопроизвольное превращение экзотического атома «мюония» (состоящего из мюона и электрона) в его полную противоположность — «антимюоний». Это превращение настолько редкое, что до сих пор его никогда не наблюдали, и его поиск находится на переднем крае фундаментальной физики.
Если эксперимент увенчается успехом, это станет научной сенсацией. Наблюдение такого процесса напрямую нарушило бы одно из ключевых правил Стандартной модели физики частиц — закон сохранения лептонного аромата. Это квантовое число, характеризующее тип лёгкой элементарной частицы, такое как электронный, мюонный или тау-аромат, которым обладают электроны, мюоны, тау-лептоны и соответствующие им нейтрино. Нарушение этого закона открыло бы дверь в совершенно новую, неизведанную область физики, существующую за пределами современных теорий.
Задача невероятно сложна. Чувствительность эксперимента MACE должна как минимум в 100 раз превзойти предыдущий рекорд, установленный ещё в 1999 году. Для этого учёным пришлось разработать целый комплекс уникальных технологий: мощный пучок мюонов, специальную мишень из силикатного аэрогеля для создания мюония и сверхточные детекторы, способные уловить исчезающе слабый сигнал на фоне мощных помех.
Открытие не только перевернёт теоретическую физику, но и принесёт практическую пользу. Технологии, созданные для MACE, такие как системы транспорта позитронов и детекторы высочайшего разрешения, могут найти применение в материаловедении и медицинских исследованиях. В частности, усовершенствованные системы транспорта позитронов потенциально способны улучшить методы медицинской диагностики, например, повысить точность и эффективность ПЭТ-сканирования. Кроме того, успех позволит изучать новые физические явления на энергетических уровнях, недостижимых даже для планируемых гигантских коллайдеров будущего.
Эксперимент MACE является частью масштабной научной программы, разворачивающейся в Китае вокруг крупных исследовательских комплексов. Он укрепляет позиции страны как глобального центра ядерной и физики высоких энергий и служит ярким примером того, как фундаментальные исследования стимулируют технологический прогресс и международное сотрудничество в поисках ответов на самые глубокие вопросы о природе Вселенной.
Источник: Scientists are hunting for a forbidden antimatter transformation