МИФИ сделал важный шаг в изучении киральной аномалии

Симметрии Вселенной играют фундаментальную роль в теоретической физике, так как каждой симметрии соответствует свой закон сохранения. К примеру, однородности времени соответствует закон сохранения энергии, изотропности пространства – закон сохранения момента импульса. В физике элементарных частиц симметрии определяют возможные взаимодействия между частицами.

Одной из любопытных особенностей квантовых теорий является нарушение симметрий, свойственных классическим теориям. Впервые такое нарушение было обнаружено при попытках рассчитать ширину распада π⁰-мезона на два фотона: она оказалось существенно больше, чем ожидалось, исходя из соображений симметрии между частицами с положительной и отрицательной проекцией спина на направление движения (между “правыми” и “левыми” частицами). Это расхождение получило название киральной аномалии.

За последние три десятка лет киральная аномалия была хорошо изучена как с теоретической, так и с экспериментальной стороны. Однако, до сих пор не было ни одного эксперимента, где её влияние можно было бы наблюдать напрямую – только как одну из составляющих среди других процессов. В настоящее время в Серпухове совершается именно такой эксперимент, в котором измеряются вероятности реакций K⁺ γ → K⁺ π⁰ и K⁺ γ → K⁰ π⁺. Киральная аномалия вносит вклад в первую реакцию, но её вклад полностью сокращается во второй. В области низких энергий вклад киральной аномалии является доминирующим, и, при сравнении этих реакций, он проявится в виде увеличения количества событий рождения нейтрального пиона.

Сотрудники кафедры №7 экспериментальной ядерной физики и космофизики М.И. Высоцкий и Е.В. Жемчугов вычислили сечения реакций и сделали теоретическое предсказание для результатов эксперимента.

Разница сечений в зависимости от реакции. N – ядро ⁶³Cu.

Результаты были опубликованы в «Physical Review D» в статье «Поиск киральной аномалии в Kγ → Kπ реакциях».