Иллюстрация: pronedra.ru
Международная команда физиков запустила уникальный эксперимент, способный изменить основы современной физики. Проект под названием MACE (Muonium to Antimuonium Conversion Experiment) направлен на обнаружение так называемого «запрещённого переворота» — самопроизвольного превращения элементарной частицы муония в её антипод, антимуоний. Эксперимент проводится учёными из Университета Сунь Ят-сена и Института современной физики Китайской академии наук.
По стандартной модели физики такое превращение невозможно, поскольку нарушает закон сохранения лептонного числа — один из фундаментальных принципов, на которых строится современная теория элементарных частиц. Обнаружение подобного процесса станет прямым доказательством существования физики за пределами устоявшихся научных рамок.
Что ищет эксперимент MACE
Цель эксперимента — выявление чрезвычайно редких случаев перехода муония в антимуоний с вероятностью порядка 10⁻¹³, что в сто раз чувствительнее предыдущих попыток, последняя из которых была предпринята в 1999 году в швейцарском Институте Пауля Шеррера.
Ключевые элементы установки включают:
- интенсивный поверхностный пучок мюонов;
- инновационную мишень из аэрогеля для генерации муония;
- высокоточные детекторы и магнитный спектрометр, способные различать редкие сигналы антимуония на фоне шумов.
«Наша установка сочетает передовые технологии генерации пучков, материалов и детектирования, что позволяет достичь рекордной чувствительности в поиске нарушений закона сохранения лептонного числа», — подчеркивают авторы исследования.
Последствия возможного открытия
Если переход муония в антимуоний будет подтверждён, это может:
- поставить под сомнение один из краеугольных камней стандартной модели;
- свидетельствовать о существовании новых частиц или взаимодействий;
- расширить возможности изучения физики на энергетических масштабах в 10–100 ТэВ — за пределами современных ускорителей.
Эксперимент MACE также включает фазу I, в которой планируется изучение других редких процессов, включая распады муония в два гамма-кванта (M → γγ) и мюона в электрон с двумя гамма-квантами (μ → eγγ) с уровнем чувствительности, недостижимым ранее.
Ключевые научные задачи проекта MACE:
- Поиск самопроизвольного перехода муония в антимуоний;
- Проверка нарушений сохранения лептонного числа;
- Разработка передовых технологий в детектировании частиц;
- Изучение редких распадов мюонных систем;
- Расширение представлений о структуре материи и взаимодействиях за пределами стандартной модели.
Эксперимент MACE может стать переломным моментом в понимании устройства Вселенной и послужить основой для новой парадигмы в физике элементарных частиц.