Ученые говорят, что бурение дыры глубиной 5 км на Луне может наконец-то предоставить доказательства того, что протоны могут распадаться. Если подобное открытие будет сделано, это поможет объединить пока несовместимые физические теории, пишет New Scientist.
Стандартная модель физики элементарных частиц, которая объясняет взаимодействие сил и частиц во Вселенной, утверждает, что протоны стабильны и живут вечно. Но у такой модели существуют недостатки, к примеру, она не может объединить квантовую механику с теорией относительности Альберта Эйнштейна. Альтернативные же теории предполагают, что протоны все же могут распадаться на другие частицы, правда, происходит это редко.
Таким образом, если наука найдет доказательства распада протонов, альтернативные теории окажутся правильными, но пока эксперименты на Земле ни к чему не привели.
Патрик Стенгель из Национального института ядерной физики в Ферраре и его коллеги предлагают провести эксперимент на Луне. Именно там, как полагают ученые, можно отыскать признаки распада древних протонов на каоны, которые состоят из двух элементарных частиц – кварков.
Плотная лунная порода может сохранить свидетельства такого распада в химических изменениях, которые видны в минеральной структуре породы. Большая глубина, а значит хорошая защита от внешних факторов, гарантирует, что найденные доказательства не перепутают с похожими реакциями, вызванными, к примеру, нейтрино высоких энергия. На Земле такие реакции производятся космическими лучами, которые врезаются в атмосферу, но на Луне, где почти нет атмосферы, складывается совершенно другая ситуация.
Команда ученых подсчитала, что такой защиты будет достаточно лишь на глубине не менее 5 км под поверхностью Луны. Для этого на поверхность спутника Земли понадобилось бы доставить мощный бур.
Далее образцы нужно будет проанализировать на Луне с помощью современного микроскопического оборудования, поскольку транспортировка на Землю может загрязнить его космическими лучами.
"Необходимо погрузиться на глубину 5 км, вытащить лунные камни и использоваться на месте передовые методы микроскопии – все это крайне сложная задача", — говорят авторы исследования.
Несмотря на это, хватит всего 100 граммов лунной породы, чтобы отыскать следы распада протонов с такой же точностью или даже большей, чем на Земле. К слову, эксперимент по обнаружению нейтрино "Супер-Камиока" в Японии стоил сотни миллионов долларов и его возможности не превышают потенциал эксперимента на Луне.
"Вместо того, чтобы строить детекторы на Земле, которые весят тысячи тонн и эксплуатировать их в течение нескольких лет, вы можете проанализировать небольшие образцы минералов, которые фиксируют в своей структуре взаимодействие частиц на протяжении сотен миллионов лет", — говорит Дэвид Уотерс из Университетского колледжа Лондона.