Куда делась антиматерия

Сверхточные часы POZA, созданные в польской Торуни.

Расширение Вселенной открыл американский астроном Эдвин Хаббл. Он уловил этот эффект, применив для определения расстояний до «убегающих» от земного наблюдателя галактик и туманностей так называемое красное смещение. Другими словами, удлинение излучаемой волны, генерируемой удаляющимся объектом. Неудивительно, что первый орбитальный телескоп, необычайно расширивший для нас пределы Вселенной, был назван в его честь – телескоп Хаббла.

Европейцы своим зондам тоже присвоили имена чуть ли не всех астрономов классической эпохи. Поэтому недавно пущенный в строй «поисковик» назвали в честь Аполлоновых муз (MUSE – Multi-Unit Spectroscopic Explorer). Он регистрирует излучения в самом широком диапазоне частот и длин волн, что сравнимо с переходом с одного телеканала на другой. Прибавьте к этому и сверхчувствительную адаптивную оптику, которая хорошо зарекомендовала себя в разреженной атмосфере высокогорной обсерватории в чилийском Паранале. MUSE стал одним из компонентов VLT – очень большого телескопа (Very Large Telesсope). С его помощью можно будет изучать самые отдаленные и, следовательно, молодые области Вселенной, еще помнящие о Большом взрыве, а также и звездообразующие области нашей галактики Млечный Путь.

Такая универсальность достигается за счет использования 24 спектрографов, позволяющих не только построить целостную пиксельную картинку одного плана, но также и углубить нужные объекты, приблизив и увеличив их яркость в 3D-режиме.

Конструирование MUSE потребовало 10-летних усилий большой международной команды специалистов из Франции, Германии и Голландии. Первые результаты наблюдений с помощью спектрографа будут представлены на конференции в мюнхенском Гарчинге. Вполне возможно, что туда в качестве специальных гостей пригласят и польских ученых, запустивших сверхточные оптические часы (POZA), дающие ошибку в секунду за десятки миллионов лет.

Часы эти, занимающие четыре комнаты в университете Коперника в городе Торунь, имеют стабильность хода, превышающую требования Палаты мер и весов в Париже. Устройство их представляет собой оптическую решетку, в ячейках которой находятся атомы стронция. Частота лазера фиксирует перепад энергии разных уровней, занимаемых электронами стронция. При этом время отсчитывается по числу колебаний электромагнитного поля (красного света), генерируемого ультракороткими лазерными импульсами (фемтосекундными, или 10–15 сек).

Новые часы имеют более точный стандарт времени, что позволяет точнее поверять квантовую оптику, подтвердить (или опровергнуть) стабильность фундаментальных констант, оценить реальность поисков темной материи во Вселенной. Все это преобразит физику.

А пока Александр Кусенко из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предложил теоретическое объяснение, почему мы живем в материальной, а не антиматериальной Вселенной. Он полагает, что в исходном Универсуме частиц и античастиц было поровну, но первых, в пересчете на 10 млрд, было на одну больше. Определить это помогли данные по массе бозона Хиггса. Но ученый исходит из модели резкого расширения (инфляции) после Большого взрыва, что подвергается сомнению новой моделью развития Вселенной.

Различные моменты вращения бинарных черных дыр: ангулярный (Angular), орбитальный (Orbital) и собственный спин (Spin). Иллюстрации Physorg

Вполне возможно, что подобного рода вопросы, предложенные сотрудниками Техасского университета в Далласе, могут быть решены с помощью замеров параметров столкновения парных черных дыр. Черные дыры обращаются вокруг общей оси, которая вращается со скоростью, называемой угловым или ангулярным моментом. В свою очередь, дыра, подобно Земле вокруг Солнца, вращается на орбите (орбитальный момент). Но есть еще и вращение каждой из дыр вокруг собственной оси (спин – spin), которая имеет направление, например вверх или вниз.

Бинарные системы черных дыр очень интересуют ученых, поскольку дыры постепенно сближаются друг с другом и в конце концов «сольются», породив мощнейшие гравитационные волны. Возбужденный электрон генерирует электромагнитные колебания, которые мы можем видеть как свет той или иной длины волны (цвета). Общая теория относительности Эйнштейна постулирует существование волн гравитационного поля, прямое наблюдение которых возможно будет с помощью пускаемого вскоре детектора LIGO – Гравитационной обсерватории лазерного интерферометра. На сегодня это самый большой проект, финансируемый NSF – Национальным научным фондом (США).

По иронии судьбы, много лет назад, при Билле Клинтоне, NSF был вынужден отказаться от строительства адронного коллайдера в США. А ведь он бы был в три раза больше Большого адронного коллайдера в Женеве, на котором доказали существование бозона Хиггса. Эта до недавнего времени лишь гипотетическая элементарная частица считается краеугольным камнем всех остальных сил природы.