Открытие мирового масштаба в области физики элементарных частиц совершили казанские ученые

Открытие мирового масштаба в области физики элементарных частиц совершили двое ученых Казанского федерального университета.

Это приглашенный профессор кафедры квантовой электроники и магнитной радиоспектроскопии КФУ, сотрудник Open Lab «Магнитная сверхтекучесть и нелинейный магнитный резонанс» Юрий Буньков и выпускник Института физики КФУ, постдок той же лаборатории Расул Газизулин.

Предсказанную в 30-е годы молодым итальянским физиком-теоретиком Этторе Майорана частицу искали во Вселенной ученые всего мира, но пока не нашли, зато ее обнаружили наши ученые в сверхтекучем Не3.

Научный прорыв состоялся в Институте Нееля (Гренобль, Франция), где работает Юрий Михайлович и проходит стажировку Расул Газизулин. Только там, в единственном месте на всем земном шаре, есть установка, которая позволяет достигать температур до 0, 001 Кельвина (-273, 149 градусов Цельсия).

«На установке в Гренобле мы охладили Не3 до такого состояния, когда его теплоемкость перестала падать экспоненциально и вышла на другую зависимость, которая соответствует элементарным частицам майорано, — говорит Юрий Буньков, — То есть исследования показали, что при сверхнизких температурах теплоемкость определяется не Не3, а возбуждениями в Не3 под названием майорано. Это большая победа в общей физике!».

На фото: Юрий Буньков и Расул Газизулин проводят эксперимент на установке в Институте Нееля (Гренобль, Франция)

Предварительные результаты исследований были опубликованы учеными в журнале «Journal of Low Temperature Physics» в 2014 году. Специальные измерения для обнаружения частицы Ю.Буньков и Р.Газизуллин начали год назад, тогда же написали статью, которая сейчас проходит рецензирование в журнале «Nature». Но об их открытии уже узнало мировое научное сообщество: физики обнародовали данные научных изысканий в августе этого года на конференции «Quantum Fluids and Solids», проходившей в городе Ниагара-Фолс (США).

В 2015 году первооткрыватели сделали новую серию экспериментов с другими параметрами, которые подтвердили данные предыдущих исследований. Предполагается, что во Вселенной эта частица, названная майорано, может быть частью темной материи. Она также может существовать в процессах радиационного двойного бета-распада частиц.

«Сверхтекучий Не3 является хорошей моделью для исследования Вселенной и космоса. Многие эффекты, существующие во Вселенной, можно смоделировать в Не3, — рассказывает Юрий Михайлович. — Дело в том, что сверхтекучий Не3 и Вселенная описываются очень похожими уравнениями квантовой теории поля. Речь идет, конечно, не о механическом копировании, а о моделировании поведения квантового вакуума в соответствии с квантовой теорией поля. В Не3 мы уже сделали, например, аналогию Большого взрыва во Вселенной и посмотрели, как она развивалась. Результаты этих наших экспериментов были опубликованы в „Nature“ в 1996 году. А это уже экспериментальная космология. Проведение таких экспериментов ранее даже сложно было предположить. Существует и много других эффектов, присущих физике элементарных частиц и космологии, которые можно изучать экспериментально в сверхтекучем Не3. Выдающийся физик-теоретик Григорий Воловик написал книгу „Вселенная в капле Гелия“, в которой предсказал много таких эффектов»

Юрий Буньков — не просто физик-экспериментатор, а ученый с мировым именем, его Индекс Хирша равен 24 (один из самых высоких в мире у физиков, занимающихся исследованиями в области сверхнизких температур). Сделанное недавно открытие — не первое в его биографии. В 1993 году Ю.Бунькову совместно с В.А. Боровиком-Романовым, В. Дмитриевым, Ю. Мухарским, И. Фоминым была присуждена государственная премия России «за цикл работ по обнаружению и исследованию магнитной сверхтекучести». В 2001 году он совместно с В. Дмитриевым и И.Фоминым получил Премию Фрица Лондона «за открытие и объяснение фазово-когерентной спиновой прецессии и спиновой сверхтекучести в 3He-В». Интересно, какой премией будет отмечено открытие частицы майорано?

Лариса Бусиль, газета «Казанский университет»

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.