В Швейцарии создали холодные атомы мюония для проверки гравитации

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) и Института Пауля Шеррера получили охлаждённые атомы мюония. Так называют необычную частицу, которая состоит из антимюона и электрона. Успех швейцарской группы, о котором пишет Phys.org, даёт возможность поставить опыт: проверить, действуют ли гравитационные правила на материю второго поколения так же, как на ту, что окружает нас.

Принцип эквивалентности Эйнштейна утверждает: в поле тяготения любые тела падают с одним ускорением, и неважно, какова их масса или из чего они сделаны. Но это проверяли лишь на обычных частицах первого поколения. Для более тяжёлых частиц следующих поколений ответа пока нет.

Идеальный кандидат для такой проверки — нейтральный мюоний: в нём антимюон, тяжёлый аналог электрона, соединён с электроном. Мешала короткая жизнь мюонов — всего 2,2 микросекунды. К тому же прежние источники давали атомы, которые разлетались слишком беспорядочно, чтобы проводить точные замеры.

Решение нашли через сверхтекучий гелий, остуженный почти до абсолютного нуля (-273 °C). В этой квантовой жидкости нет примесей, поэтому атомы движутся свободно. Когда антимюон из ускорителя PSI попадает в гелий, появляется атом мюония, а химический потенциал среды выталкивает его вертикально вверх через поверхность. Джесси Чжан, ведущий автор работы, сравнивает химический потенциал с «атомной пушкой», которая формирует направленный поток холодных атомов. PSI располагает самыми мощными на планете непрерывными пучками мюонов, поэтому нужное количество атомов набирается.

Через 2–3 года команда собирается собрать специальный интерферометр. Прибор задействует волновую природу частиц: проходя сквозь него, поток мюония формирует интерференционный узор. Сдвиг узора покажет, что тяготение влияет на мюоний не так, как на привычное вещество. Профессор Анна Сотер замечает: если различия найдутся, это станет намёком на пятую фундаментальную силу — кроме тяготения, электромагнетизма и двух ядерных взаимодействий. При этом сама исследовательница подчёркивает: её задача скромнее — впервые выяснить, работает ли принцип эквивалентности для частиц второго поколения.

Космический долгожитель: телескоп NASA прослужит четверть века

Достоверные новости всегда под рукой — в канале "МК" в MAX