Микрочастицы знают ответ на загадку времени

Для макромира время движется только вперед – даже страшно подумать, как бы существовал мир, если бы можно было вернуться в прошлое и встретиться с самим собой или исправить по своему разумению чужие ошибки.

Однако для микромира субатомных частиц это правило не всегда выполняется – для многих частиц причинно-следственная связь отсутствует. Это явление описывает теория симметрии, согласно которой для одной изолированной частицы течение времени выглядит одинаково в любом направлении. По-другому эта теория называется симметрия временного разворота.

Но исследования научной группы BaBar, работающей на ускорителе SLAC, показали, что из правил теории симметрии есть исключения, и некоторые частицы превращаются друг в друга с нарушением симметрии. Ученые проанализировали данные столкновений частиц за последние десять лет – огромный массив информации, в котором обнаружились отклонения от теории. «Это был захватывающий экспериментальный анализ, недвусмысленно показавший нам асимметричность времени», - пишет Фернандо Мартинес-Видаль в журнале Physical Review Letters.

Проект  BaBar работает над загадкой, давно терзающей физиков – почему материя доминирует в нашей части Вселенной над антиматерией, по сути – почему мы до сих пор существуем, а не аннигилировали с антимиром, который, согласно теории симметрии, состоит из таких же точно частиц, только с противоположными свойствами.

Исследуя взаимодействие микрочастиц B+-мезонов и их античастиц – B—мезонов, физики установили, что преобразования происходили в одном направлении в 6 раз чаще, чем в другом,то есть симметрия нарушалась, и заметно.

«Нынешнее испытание симметрии времени путем исследования нестабильных частиц ранее считалось невозможным. Особенно захватывающим является тот факт, что решение пришло благодаря квантовой запутанности - явлению, на котором базируется будущее квантовых коммуникаций и вычислительной техники», - считает Хосе Бернабеу, профессор Университета Валенсии и один из создателей концепции этого анализа.

Квантовая запутанность -  загадочное явление микромира, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий.