CUORE - эксперимент, призванный решить фундаментальные загадки, связанные с материей и антиматерией - «Наука и технологии»

Глубоко под горой Gran Sasso в Италии, почти под двумя километрами горных пород, находится физическая лаборатория, в которой установлено оборудование эксперимента CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events). Этот эксперимент, находящийся сейчас на стадии реализации, должен дать ученым некоторые подсказки насчет одного из фундаментальных вопросов - почему в изученной нами части Вселенной наблюдается только обычная материя, ведь, согласно теории, в мире должно находиться равное количество материи и антиматерии?

У каждой субатомной частицы имеется антипод - частица с такой же массой и противоположным электрическим зарядом, у электрона - позитрон, у протона - антипротон, у нейтрона - антинейтрон и т.д. Исключением из этого являются лишь майорановские фермионы, которые являются одновременно частицами и античастицами, и фотоны света.

Современные астрофизические теории указывают на то, что во время Большого Взрыва во Вселенной должно было образоваться равное количество материи и антиматерии. Однако, то, что мы наблюдаем во Вселенной сегодня никак не укладывается в эту теорию. Причина дисбаланса между количеством материи и антиматерии пока еще не определена, но некоторые ученые подозревают, что ответ на этот вопрос может заключаться в природе частиц нейтрино, почти невесомых субатомных частиц, которые, подобно фотонам, могут вести себя, подобно собственным античастицам. Если нейтрино являются одним из видов майорановских фермионов, то, возможно, огромное количество этих частиц распалась ассиметричным образом на самой ранней стадии существования Вселенной, положив начало дисбалансу количества материи и антиматерии.

Эксперимент CUORE, рассчитанный на пять лет реализации был начат в январе этого года. В нем задействовано 150 ученых преимущественно из Италии и Соединенных Штатов. А целью этого эксперимента является выяснение того, являются ли нейтрино своими собственными античастицами?

Оборудование эксперимента CUORE рассчитано на регистрацию чрезвычайно редкого вида безнейтринного двойного бета-распада. Иногда две частицы нейтрино синхронно распадаются, образуя два протона, два нейтрона и два антинейтрино. Однако, еще реже, с учетом того, что нейтрино и антинейтрино являются одной и той же самой частицей, два антинейтрино должны аннигилировать друг с другом и процесс распада обретает "безнейтринный" характер.