Эксперимент в PSI опроверг существование зеркальных нейтронов

Гипотеза о зеркальных частицах, возникшая еще в 1950-х годах, предполагает наличие у каждого элемента Стандартной модели скрытого партнера. Такие частицы могли бы объяснить природу темной материи, взаимодействуя с нашим миром только через гравитацию. Нейтрон долгое время считался идеальным кандидатом для поиска подобных переходов из-за возможности квантовомеханического смешивания состояний. В предыдущие годы ученые неоднократно фиксировали отклонения в поведении нейтронов, которые некоторые эксперты связывали с влиянием зеркального магнитного поля Земли.

Команда исследователей PSI провела серию экспериментов с ультрахолодными нейтронами, используя специализированную установку с детально картированным магнитным полем. В течение 180 секунд частицы удерживались в вакуумной ловушке при различных конфигурациях поля. Анализ 31 последовательности измерений показал, что все зафиксированные ранее аномалии на уровнях значимости до 5,2σ не подтверждаются. Результаты работы исключили существование n–n' осцилляций для 99,98% направлений зеркального поля.

Хотя полученные данные не опровергают саму концепцию зеркальной материи, они серьезно ограничивают теоретические модели, предсказывавшие быстрое превращение нейтронов в зеркальные частицы. Теперь физикам предстоит сфокусироваться на сценариях с расщепленными массами частиц, которые пока остаются вне зоны досягаемости современных экспериментальных установок.