В ходе экспериментов на БАК получены экзотические частицы антивещества.

Используя данные, собранные в ходе экспериментов, проводимых на Большом адроном коллайдере (БАК), команда ученых обнаружила совершенно новый вид распада экзотических частиц, называемыхB-мезон (B meson).Открытие нового вида распада этих частиц может стать тем, что позволит ученым приоткрыть завесу тайны над одной из самых больших загадок физики. Когда Вселенная формировалась в пламени Большого Взрыва, возникло одинаковое количество, как вещества, так и антивещества. Но, современная Вселенная, как известно, почти полностью состоит из обычного вещества. Куда же делось все антивещество? Ученые надеются, что именно обнаруженное ими различие в распаде вещества и антивещества позволит ответить на этот вопрос.

"Результаты экспериментов много говорят нам об структуре распада различных частиц и позволяют сравнить их с нашими теоретическими моделями"-рассказывает Шелдон Стоун из Сиракузского университета в Нью-Йорке, ведущий ученый данных исследований. -"Любое обнаруженное нами различие станет указателем асимметрии вещества-антивещества, что будет иметь невероятно большое значение на область, в которую мы только начали вникать, на область"новой физики"".

Настоящее понимание физики элементарных частиц основано на"Стандартной Модели",согласно которой нейтроны и протоны, которые составляют атом, составлены из еще меньших частиц, известных как кварки. У каждой частицы есть антипод, соответствующая ей по массе античастица с противоположным зарядом. Вернемся к изначальному вопросу - так что же случилось с антивеществом? Ключом к ответу могут стать наблюденияза B-мезонами, редкими и тяжелыми частицами, состоящими из кварка и антикварка. Эти частицы были рождены в огромном количестве в момент Большого Взрыва, но сейчас ихможно наблюдать только в ускорителях, способных разогнать потоки частиц до высоких энергий. Время жизни B-мезона невероятно мало, порядка 1.6х10-12 секунды, после чегочастица распадается. При этом, в большинстве случаев процесс распада полностью укладывается в рамки стандартной модели.

Используя детектор частиц эксперимента LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), ученые получили данные о совершенно новом виде распада B-мезонов, который до этого не был обнаружен ни в одном из ускорителей. Процесс такого распад нарушает принципы стандартной модели и, вероятно, происходит под воздействием каких-то внешних сил. А исследуя природу этих сил, ученые и собираются объяснить дисбаланс меду количеством вещества и антивещества, наблюдаемый в современной Вселенной.

Результаты и данные проведенного эксперимента, их подробный анализ и выводы, повлекшие за собой сделанное открытие, опубликованы в последнем выпуске журнала Physics Letters B.

Источник

10миллиардов пар частиц были связаны единственным радиочастотным импульсом.

Связанные или запутанные частицы обладают уникальной способностью передавать квантовое состояние от одной частицы к другой, невзирая наразделяющее их расстояние.Именно эта способность используется при так называемойквантовой телепортации,передающей на расстояние не материальные объекты, а информацию. В большинстве экспериментов ученые используют в качестве связанных частиц фотоны, которые легко связать, но их призрачная связь недолговременна, она существует в пределах несколько тысячных долей секунды. Лучше это дело обстоит с полупроводниковыми материалами, связанные атомы которых могут удерживать связь до нескольких секунд времени. И, именно используя кремний, легированный фосфором,ученым удалось получить одновременно около 10 миллиардов пар связанных частиц,используя лишь короткий импульс радиочастотного излучения. При этом, процесс связывания затронул 98 процентов всех частиц, способных связаться в пары. Несмотря на то, что еще не до конца разработаны методики записи и считывания информации из связанных пар, процесс получения огромного количества связанных частиц становится большим шагом на пути реализации квантовых вычислений.

В качестве опытного материала ученые использовали куб из кремния, в кристаллическую решетку которого пыла внесена примесь атомов фосфора. Собственно ядро атома фосфора являлось одной половиной связанной пары. В качестве второй половины выступал общий электрон, связывающий фосфор с атомом кремния. Сначала ученые воздействовали на атомы вещества импульсами микроволнового излучения, что позволило возбудить эти частицы и упорядочить их квантовую ориентацию. После этого, применив короткий импульс более низкочастотного радиоизлучения, удалось связать или запутать эти пары частиц. Проведя анализ состояния частиц, ученые обнаружили, что связались 98процентов от общего числа частиц, которые могли связаться, а общее количество связанных пар превысило 10 миллиардов.

Конечно, массовое создание большого массива связанных частиц, являющихся квантовыми битами (qubits) и способных сохранить 2.5 гигабайта информации, является большим шагом к появлению квантовых компьютеров. Но не менее важными технологиями в этой области являются методы чтения, записи и обработки информации в квантовых битах, а именно эти технологии ученым предстоит еще разработать.

Источник