粒子は、星間塵や放射線によって無傷で破壊されずに銀河を通過できるでしょうか?
反物質とは何ですか？
反物質は通常のものと同じ（バリオン）反対の電荷を持っていることを除いて。たとえば、負の電荷を持つ電子には、陽電子として知られる反物質の「パートナー」がいます。陽電子は、電子と同じ質量を持つ粒子ですが、正の電荷を持っています。中性子などの電荷を持たない粒子は、多くの場合、反物質の「自己パートナー」です。
科学者はすでに反物質粒子を使用して作成しましたLHC での超高速衝突速度。 CERN でのいくつかの実験で、科学者は水素の「パートナー」である反水素を作成しました。現在までに得られた反物質の最も複雑な要素は、ヘリウムの類似体である反ヘリウムです。
反物質のアーティストのアイデア。写真：CERN
これは科学的な見解のように聞こえるかもしれませんが、フィクション、反物質は実在。反物質はビッグバンの後に物質と共に現れました。しかし、現代の宇宙ではまれであり、科学者はその理由を知りません.
反物質粒子はどのようにして銀河を横切ることができますか?
宇宙では、反物質はとらえどころのない予測不可能な力です。通常の物質に遭遇すると消滅し、破壊の宇宙的障害物コースを作成します。しかし、粒子コライダー施設での最近の画期的な実験で、科学者たちは、一部の反核が星間移動を生き延びても死なないことに気付きました。
結果として形成されたものと推測されます。高エネルギー宇宙線と宇宙に「浮遊」する原子との衝突、および暗黒物質粒子の衝突（以前、ハイテクはそれが何であるかを詳しく説明しました）。
これらの小さな破片が生き残ることができればこのような並外れた旅は、科学者が私たちの銀河系の大部分を構成するこの神秘的な物質、暗黒物質の性質を理解するのに役立ちます。
実験はどうでしたか？
科学者は大型ハドロンからのデータを使用しました宇宙で生成された反核が安全かつ健全に地球の近くにある検出器に到達できるかどうかを調べるためのコライダー。この理論を検証するために、物理学者はスイスの CERN 研究所で実験を行いました。研究者たちは、一見不可能に見える何かを測定しようとしました: 反ヘリウム原子核の破壊の結果です。
CERN での BASE 実験の一部で、反物質が生成され、実験室で保管されます。写真：CERN
ALICE検出器を使用して、彼らは慎重に高エネルギー陽子と原子との衝突を計算したところ、同数のヘリウム原子核と反ヘリウム原子核が生成されたはずです。科学者たちは、特定の検出器 (鉄、炭素など) で構成される物質上で消滅した反核の数を推測することで、これらの粒子が通常の物質と接触したときに何が起こるかを正確に突き止めました。
この発見は、反物質の性質と宇宙におけるその役割に関する長年の疑問に答えるのに役立ちます。
科学者たちは何を知りましたか？
コンピューターシミュレーションは、反物質粒子の「消滅確率」は驚くほど小さい。彼らは、恒星間空間を広大な距離を移動した後でも、暗黒物質によって作成された反核の最大 50% が地球に接近しても無傷のままであることを発見しました。
物理学者らは、反原子核が生成したことも発見した。宇宙線は、暗黒物質によって生成されるものよりも高いエネルギーを持っています。結局のところ、地球に大量に到達できるのは高エネルギーの反核だけです。別の研究では、暗黒物質が天体物理源によって生成された場合、標準的な検出器がどのようにして優れた信号対雑音比で暗黒物質を検出できるかを示しました。
これはなぜ重要なのでしょうか。
世界中の物理学者によると、暗黒物質の神秘的な起源は、現代科学の重要な優先事項です。また、新しい研究の著者は、暗黒物質自体に関する理論のより良い理解とその後の定義のために、反核の形成のより深い研究が非常に貴重である可能性があると述べました.
新しい実験はすでに画期的と呼ばれています現代科学における最も重要な問題の 1 つである「反物質粒子は存在するか?」に答えるのに役立つ研究です。最近では、国際宇宙ステーションに搭載されたアルファ磁気分光計として知られる検出器が、潜在的な反核の兆候をすでに検出しています。ですから、答えはすぐ近くにあります。
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表紙画像：Jingchuan Yu、北京プラネタリウム