Антиматерията може да достигне Земята: какво променя пионерския експеримент на учените

Могат ли частиците да пътуват през галактиката невредими и неунищожени от междузвезден прах и радиация?

Звучи невероятно, но група учени смятат, че е възможно: всичко е благодарение на частици антиматерия и тъмна материя.

Какво е антиматерия?

Антиматерията е същата като обикновената (барионна)с изключение на това, че има обратен електрически заряд. Например, електрон с отрицателен заряд има "партньор" от антиматерията, известен като позитрон. Позитронът е частица със същата маса като електрона, но с положителен заряд. Частиците без електрически заряд, като неутроните, често са "самостоятелни партньори" на антиматерията.

Учените вече са създали частици антиматерия, използвайкисвръхвисоки скорости на сблъсък в LHC. В няколко експеримента в CERN учените създадоха антиводород, "партньор" на водорода. Най-сложният елемент от антиматерията, получен до момента, е антихелият, аналог на хелия.

Идеята на художника за антиматерията. Снимка: CERN

Въпреки че това може да звучи като нещо от наукатаизмислица, антиматерията е реална. Антиматерията се появи с материята след Големия взрив. Но това е рядкост в съвременната вселена и учените не знаят защо.

Как частиците на антиматерията могат да пресекат галактиката?

Във Вселената антиматерията енеуловима и непредвидима сила: тя унищожава, когато срещне обикновена материя, създавайки космическо препятствие от унищожение. Но в неотдавнашен новаторски експеримент в съоръженията на ускорителя на частици учените осъзнаха, че някои антиядра могат да оцелеят при междузвездно пътуване, без да умрат.

Предполага се, че се образуват в резултатсблъсъци между високоенергийни космически лъчи и атоми, които "плуват" в космоса, както и при сблъсък на частици от тъмна материя (по-рано Hi-Tech разказа подробно какво е това).

Ако тези малки фрагменти могат да оцелеятподобни необикновени пътувания ще помогнат на учените да разберат естеството на това мистериозно вещество, което съставлява по-голямата част от нашата галактика - тъмната материя.

Как беше експериментът?

Учените са използвали данни от Големия адронколайдер, за да разбере дали антиядрата, генерирани в космоса, могат да достигнат безопасни и здрави детектори в близост до Земята. За да проверят теорията, физиците проведоха експеримент в лабораторията на CERN в Швейцария. Изследователите се опитаха да измерят нещо на пръв поглед невъзможно: последствията от разрушаването на антихелиевите ядра.

Част от експеримента BASE в CERN, където антиматерията се произвежда и съхранява в лабораторията. Снимка: CERN

Използвайки детектора ALICE, те внимателноизчислява сблъсъците на високоенергийни протони с атоми, които трябва да са произвели равен брой хелиеви и антихелиеви ядра. Като отгатват колко антиядра са унищожени върху материали, съставени от определени детектори - стомана, въглерод и т.н. - учените определят точно какво се случва, когато тези частици влязат в контакт с обикновена материя.

Констатациите ще помогнат да се отговори на дългогодишни въпроси за природата на антиматерията и нейната роля във Вселената.

Какво откриха учените?

Компютърната симулация показа това„Вероятността за изчезване“ на частиците антиматерия е изненадващо малка. Те откриха, че дори след като изминат огромни разстояния през междузвездното пространство, до 50% от антиядрата, създадени от тъмната материя, ще останат непокътнати, когато се приближат до Земята.

Физиците са открили също, че антиядрата, създадени от космическите лъчи, имат по-високи енергии от тези, създадени от тъмната материя.В края на краищата, само високоенергийни антиядра биха могли да достигнат Земята в големи количества.Откриване на тъмна материя с впечатляващо съотношение сигнал-шум, ако тя е произведена от астрофизични източници.

Защо това е важно?

Според физици от цял ​​свят разбиранетомистериозният произход на тъмната материя е ключов приоритет на съвременната наука. Освен това авторите на новото изследване казаха, че по-задълбочено изследване на образуването на антиядра може да бъде безценно за по-добро разбиране и последващо дефиниране на теориите относно самата тъмна материя.

Новите експерименти вече са наречени новаторскиизследване, което помага да се отговори на един от най-важните въпроси в съвременната наука: съществуват ли частици антиматерия? Съвсем наскоро, на борда на Международната космическа станция, детектор, известен като Алфа магнитен спектрометър, вече откри потенциални антиядрени сигнатури. Така че отговорът е наблизо.

Прочетете още:

Съществува ли науката в екстремни условия? Отговаряме в цифри

Учените разбраха кой се е облагодетелствал от смъртта на динозаврите

Вижте снимката на Земята от космоса: направена е от първия частен модул

Изображение на корицата: Jingchuan Yu, планетариум в Пекин