Физики из национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (США) не смогли в ходе эксперимента опровергнуть одно из основных положений теории относительности - принципа лоренц-инвариантности. Результаты исследований опубликованы в Physical Review Letters.
Принцип лоренц-инвариантности постулирует, что все физические законы действуют одинаково вне зависимости от положения и ориентации лаборатории в пространстве и от момента времени. Одним из следствий лоренц-инвариантности является, в частности, неизменность физических процессов при повороте системы на произвольный угол. Так, поворот лаборатории вместе с поверхностью Земли в ходе суточного вращения планеты не должен влиять на процессы. И днем и ночью результат эксперимента должен быть одинаков.
Для проверки этого положения физики использовали нейтрино - частицы с очень высокой проникающей способностью. Нейтрино, получаемые при облучении углеродной мишени на ускорителе заряженных частиц, направлялись через слой грунта на расположенный в нескольких сотнях метров детектор, который регистрировал количество и энергию частиц. В накопленных таких образом данных физики пытались найти зависимость результата от времени суток. Зависимости не обнаружилось.
Выяснилось, что пучок ведет себя одинаково при любом положении в пространстве и все направления оказываются для него одинаковы: принцип инвариантности в очередной раз подтвердил свою работоспособность.
Равноправие направлений в пространстве представляется очевидным из повседневного опыта и всех проведенных ранее экспериментов, но для физики микромира такой опыт аргументом не является. Существует ряд теорий, в которых выделенное направление существует, и в которых нарушения лоренц-инвариантности играли важную роль в формировании Вселенной. Результаты нынешнего эксперимента, если не опровергают эти теории, то по крайней мере накладывают на них существенные ограничения.