Эксперимент MACE ищет «запрещённый» переворот частицы для новых законов физики
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.
