PRO Антиматерию

Это очень маленькая частица, но значение нейтрино может быть огромным. Теория относительности Эйнштейна подразумевает, что фермион, летящий со скоростью света, остается или вращающимся по часовой стрелке, или вращающимся против часовой стрелки, и вращение не может поменяться с одного на другое. Частицы, у которых есть масса и к которым, как мы теперь знаем, относится нейтрино, могут вращаться или влево, или вправо, и возможно, что в результате взаимодействия с другими частицами они могут изменить направление вращения, превратившись из частиц, вращающихся по часовой стрелке, в частицы, вращающиеся против. Так что для нейтрино возможно вращаться или по часовой стрелке, или против часовой стрелки. И то же самое относится к антинейтрино.

Открытым остается вопрос, следуют ли эти туманные сущности правилу «материя по часовой стрелке, антиматерия против часовой стрелки», или нейтрино является одновременно материей и антиматерией в том смысле, что нейтрино и его античастица неразличимы. На эту возможность указал Этторе Майорана вскоре после появления уравнения Дирака. Майорана предложил протон-нейтронную модель атомного ядра и изучал обменные ядерные силы. В 1937 году Майорана сформулировал двухкомпонентную теорию, предсказал существование так называемых фермионов Майораны – частиц, одновременно являющихся собственными античастицами. Впервые они были обнаружены только в 2012 году. В физике частиц в наши дни одной из самых интересных тем является использование природой «нейтрино Майораны». Это может сыграть важную роль в объяснении происхождения Вселенной, в которой доминирует материя.

Этторе Майорана (род. в 1906 году) – итальянский физик-теоретик, работавший в теории нейтрино. Гениальный ученик Э. Ферми. В 1937 году сформулировал двухкомпонентную теорию, предсказал существование частиц, одновременно являющихся собственными античастицами (впервые они были обнаружены лишь в 2012 году). Бесследно исчез

Если бы у нейтрино не было массы, они все равно оставались бы таинственными, но тем не менее подпадали бы под общее описание частиц и сил, которое называется «Стандартной моделью». Различные версии стали строиться при попытке понять, почему у нейтрино такая маленькая масса, практически равная нулю в сравнении с электроном и позитроном. Есть теория о том, что в дополнение к известным легким нейтрино существуют еще и очень массивные нейтрино Майораны, которые еще предстоит открыть. Для гипотетических частиц даже придумали название – майороны.

Если это так и сегодня майороны просто остаются вне пределов нашей досягаемости, то они были созданы во время Большого взрыва вместе со всем остальным. Это может иметь поразительные последствия для природы нынешней Вселенной.

Если майороны вымерли, то в современной Вселенной находится их потомство. Теоретически майорон – это массивный нейтральный фермион, который может излучать энергию в форме бозона Хиггса и превращаться в нейтрино или антинейтрино. Может получаться три типа нейтрино или соответствующих антинейтрино, и нет оснований считать, что майорон распадется на нейтрино и антинейтрино в равной степени. Это предполагает, что майороны выжили в апокалипсисе Великой Аннигиляции и кое-что оставили нам после себя.

Сразу же после Большого взрыва, когда Вселенная еще была очень горячей, майороны должны были находиться в термическом равновесии – они постоянно формировались и распадались. Однако Вселенная стала быстро остывать, и наступил момент, когда энергии стало недостаточно для формирования новых майоронов, и умирающие больше не заменялись новыми. Майороны вымерли и никогда больше не появились снова, но выжило их потомство. Это неуравновешенная популяция нейтрино и антинейтрино, которые сформировались как «ископаемые останки» умерших майоронов.

Это был важнейший первый шаг для производства нейтрино. Затем, немного позже, в охлаждающейся Вселенной из энергии сформировались кварки и антикварки, электроны и позитроны. Дополнительные кварки и антикварки формировались в процессе столкновения нейтрино и антинейтрино с электронами и позитронами. А вскоре стало слишком холодно для формирования еще большего количества. Так какой вклад внесли майороны? Их гибель привела к рождению дисбаланса между нейтрино и антинейтрино. Затем мириады частиц и античастиц ударялись об асимметричную смесь нейтрино и антинейтрино – и таким образом получились лишние кварки, количество которых превышает количество антикварков.