Регенерация нейтронов не нашла зеркальной материи
Американские физики проверили гипотезу о существовании зеркальной материи с помощью метода регенерации холодных нейтронов в магнитном поле. Результат эксперимента существенно ограничил класс теорий, которые могли бы объяснить загадку времени жизни нейтрона таким способом. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Загадка времени жизни нейтрона представляет собой расхождение между результатами измерения, полученного различными методами. Свободный нейтрон распадается чаще всего на протон, электрон и антинейтрино. Один из методов измеряет продукты этого распада в пучке холодных нейтронов — он дает 888,1±2,0 секунд. В другом методе нейтроны запирают в трехмерные магнитные или гравитационные ловушки, напоминающие по форме бутылку, и считают их число по прошествии времени — там по совокупности работ получается время, равное 878,4±0,5 секунд. С ростом экспериментальной точности загадка лишь усугубляется, поскольку расхождение измеряют в единицах неопределенностей (сигм). С учетом последних результатов оно уже превысило четыре сигмы (о достоверном открытии говорят при достижении пяти сигм).
Часть физиков считает, что эта проблема имеет отношение к проблеме темной материи. Согласно их гипотезе, обычные нейтроны могут испытывать превращения в зеркальные нейтроны. Зеркальной материей называют такие частицы, которые получаются зеркальным отражением своих партнеров. Изначально они были введены в физику, чтобы восстановить зеркальную симметрию слабого взаимодействия. Однако со временем ученые поняли, что такие частицы будут проявлять себя лишь гравитационно, а также через превращения своих партнеров, влияя на их физические свойства. Таким образом, возник класс теорий, которые объясняют загадку времени жизни протона именно через этот механизм.