Домой » НОВОСТИ » Притяжение античастиц: Отталкивающая проблема

Притяжение античастиц: Отталкивающая проблема

До сих пор нельзя сказать, притягивает ли сила гравитация античастицы, или отталкивает… Возможно, новый подход позволит разрешить эту загадку.


Всем известно, что антивещество – «такое же, как и обычное вещество, только наоборот». Но вот что именно включает это «наоборот», большинство сказать затруднится. На самом деле, по-разному реагируют материя и антиматерия лишь на электрослабое взаимодействие, в остальном же антивещество, скорее всего, ведет себя так же, как и вещество. Скорее всего – но не наверняка. Дело в том, что отношение его к гравитационному взаимодействию неизвестно. Другими словами, притягивает ли масса антивещество, или отталкивает? Точно сказать никто не может.

И хотя антивещество – самая дорогая субстанция на Земле, грамм которой обойдется в миллиарды, а то и триллионы долларов, ученые потратили мизерные его количества для постановки экспериментов. Несмотря на настойчивые попытки выяснить, как же оно ведет себя в гравитационном поле, однозначных результатов они не принесли. Трудно оценивать гравитацию на столь мелких масштабах.

Но вот недавно работающий в Швейцарии физик Драган Хайдукович (Dragan Hajdukovic) предложил использовать для выяснения этого вопроса новые инструменты, которые могут обеспечить прорыв. Верней, инструменты уже имеющиеся, но предназначенные для других целей – детекторы нейтрино.

Ученый рассуждает так. С точки зрения квантовой механики, из-за локальных флуктуаций насыщенного энергией вакуума пары частиц и античастиц постоянно возникают и тут же снова аннигилируют. Генерация пар частиц и античастиц при обычных условиях совершенно не заметна и не оказывает влияния на происходящее. Но в определенных обстоятельствах – например, когда подобное происходит во внешнем силовом поле высокой мощности – она становится значимой.

Как правило, гравитация не достигает таких величин, чтобы стимулировать эту генерацию пар. Однако, как замечает Хайдукович, в пределах черной дыры с ее колоссальным притяжением все обстоит иначе. Ученый математически показал, что гравитационное поле ее вполне может достигать такой силы, что будет порождать непрерывный поток пар нейтрино и антинейтрино.

Дальше – дело техники. Если под действием гравитации античастицы ведут себя, как и обычные частицы, и те и другие будут оставаться в пределах черной дыры. Если же гравитация отталкивает их, античастицы будут покидать дыру с той же «поспешностью», с какой частицы в нее падают. Можно сказать, в этом случае черная дыра будет своего рода колоссальным пулеметом, непрерывно выстреливая в пространство потоки высокоэнергетических антинейтрино.

Конечно, обнаружить антинейтрино так же непросто, как и нейтрино: эти частицы участвуют лишь в гравитационном и слабом взаимодействиях, и притом имеют крайне малую массу, даже по меркам элементарных частиц. Но зато черные дыры должны выбрасывать их в огромных количествах. По расчетам Хайдуковича, сверхмассивная черная дыра в центре достаточно крупной галактики (такой, как Млечный Путь или Туманность Андромеды) должна «светиться» антинейтрино достаточно ярко, чтобы этот поток можно было бы обнаружить детекторами нейтрино текущего поколения.

Самый масштабный из таких инструментов – высокочувствительный IceCube, который возводится в окрестностях Южного полюса планеты. Он должен быть готов к работе в следующем году (некоторые детали этого удивительного проекта можно найти в заметке «Ледяная астрономия»). Возможно, он поставит точку в вопросе взаимодействия антивещества и гравитации.

По публикации physics arXiv blog

comments powered by HyperComments