Необъяснимые особенности поведения антиводорода остаются загадкой для физиков

Новости МирТесен

Зафиксированные данные высокоточных измерений энергетического состояния частиц позитрония не соответствуют значениям, полученным в результате аналогичных вычислений, и причина этого отклонения остается неизвестной.

Позитроний — квантовая система, образованная одним электроном и одним позитроном. Электромагнитное взаимодействие удерживает частицы, заставляя их вращаться вокруг общего центра масс. Позитроний, порой называемый «атомом без ядра», представляет собой относительно несложную структуру, поведение которой можно с высокой степенью точности рассчитать с помощью уравнений квантовой электродинамики. Благодаря этому он служит удобной моделью для проверки теоретических предсказаний и экспериментальных данных.

Исследование было проведено Дэвидом Кэссиди (David Cassidy) и группой исследователей из Университетского колледжа Лондона, статья которых опубликована в журнале Physical Review Letters. Используя позитронный поток для воздействия на мишени, исследователи смогли получить позитронии. Далее, с помощью микроволнового излучения, они определили тонкую структуру, то есть распределение энергетических уровней. Полученные данные были сопоставлены с результатами квантовомеханических расчетов, что выявило неожиданные различия.

Согласно теоретическим расчетам, частота излучения, требуемая для перехода позитрония между энергетическими уровнями, должна составлять 18498 МГц, однако экспериментально она оказалась равной 18501 МГц. Хотя расхождение в 0,02 процента может показаться незначительным, авторы оценивают погрешность эксперимента не более чем в 0,003 процента, что существенно меняет ситуацию.

После тщательных проверок и повторных проверок ученые пришли к выводу, что причина не в расчетах и не в эксперименте. Объяснить расхождение не удалось и с учетом возможности присутствия новых, неизвестных частиц. Разгадка предстоит еще найти: «Это, вероятно, что-то совершенно неожиданное, — говорит Дэвид Кэссиди. — Я просто не знаю что».