Pot particulele să călătorească prin galaxie nevătămate și nedistruse de praful și radiațiile interstelare?
Ce este antimateria?
Antimateria este la fel ca obișnuită (barionică)cu excepția faptului că are sarcina electrică opusă. De exemplu, un electron cu sarcină negativă are un „partener” de antimaterie cunoscut sub numele de pozitron. Un pozitron este o particulă cu aceeași masă ca un electron, dar cu sarcină pozitivă. Particulele fără sarcină electrică, cum ar fi neutronii, sunt adesea „parteneri de sine” ai antimateriei.
Oamenii de știință au creat deja particule de antimaterie folosindviteze de coliziune foarte mari la LHC. În mai multe experimente la CERN, oamenii de știință au creat antihidrogen, un „partener” al hidrogenului. Cel mai complex element de antimaterie obținut până în prezent este antiheliul, un analog al heliului.
Ideea unui artist despre antimaterie. Foto: CERN
Deși acest lucru poate suna ca ceva din punct de vedere științificficțiune, antimateria este reală. Antimateria a apărut împreună cu materia după Big Bang. Dar este rar în universul modern, iar oamenii de știință nu știu de ce.
Cum pot particulele de antimaterie să traverseze galaxia?
În univers, antimateria esteo forță evazivă și imprevizibilă: se anihilează atunci când întâlnește materia obișnuită, creând un curs cosmic cu obstacole de distrugere. Dar, într-un experiment revoluționar recent la instalațiile Particle Collider, oamenii de știință și-au dat seama că unele antinuclee ar putea supraviețui călătoriei interstelare fără a muri.
Se presupune că acestea sunt formate ca rezultatciocniri între razele cosmice de înaltă energie și atomi care „plutesc” în spațiu, precum și în ciocnirea particulelor de materie întunecată (mai devreme, Hi-Tech a spus în detaliu despre ce este vorba).
Dacă aceste fragmente minuscule pot supraviețuiastfel de călătorii extraordinare îi vor ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă natura acestei substanțe misterioase care alcătuiește cea mai mare parte a galaxiei noastre - materia întunecată.
Cum a fost experimentul?
Oamenii de știință au folosit date de la Hadronul Mareciocnizor pentru a afla dacă antinucleii generați în spațiu pot ajunge în siguranță și în siguranță la detectoarele din vecinătatea Pământului. Pentru a testa teoria, fizicienii au efectuat un experiment la laboratorul CERN din Elveția. Cercetătorii au încercat să măsoare ceva aparent imposibil: consecințele distrugerii nucleelor de antiheliu.
Parte a experimentului BASE de la CERN, unde antimateria este produsă și stocată în laborator. Foto: CERN
Folosind detectorul ALICE, ei cu grijăa calculat ciocnirile protonilor de înaltă energie cu atomii, care ar fi trebuit să producă un număr egal de nuclee de heliu și antiheliu. Ghicind câți antinuclei anihilati pe materiale alcătuite din anumiți detectoare - oțel, carbon și așa mai departe - oamenii de știință au identificat exact ce se întâmplă atunci când aceste particule intră în contact cu materia obișnuită.
Descoperirile vor ajuta să răspundă la întrebări de lungă durată despre natura antimateriei și rolul acesteia în univers.
Ce au aflat oamenii de știință?
Simularea pe computer a arătat că„Probabilitatea de dispariție” a particulelor de antimaterie este surprinzător de mică. Ei au descoperit că, chiar și după ce au călătorit pe distanțe mari prin spațiul interstelar, până la 50% din antinucleii creați de materia întunecată ar rămâne intacți pe măsură ce se apropie de Pământ.
Fizicienii au descoperit că antinucleii au creatrazele cosmice au energii mai mari decât cele create de materia întunecată. La urma urmei, numai antinucleii de înaltă energie ar putea ajunge pe Pământ în cantități mari. Un alt studiu a arătat cum detectoarele standard pot detecta materia întunecată cu rapoarte semnal-zgomot impresionante dacă este produsă de surse astrofizice.
De ce este important acest lucru?
Potrivit fizicienilor din întreaga lume, înțelegereaOriginea misterioasă a materiei întunecate este o prioritate cheie a științei moderne. De asemenea, autorii noului studiu au spus că un studiu mai profund al formării antinucleilor poate fi de neprețuit pentru o mai bună înțelegere și definirea ulterioară a teoriilor referitoare la însăși materia întunecată.
Noile experimente au fost deja numite inovatoarecercetare care ajută să răspundă la una dintre cele mai importante întrebări din știința modernă: există particule de antimaterie? Mai recent, la bordul Stației Spațiale Internaționale, un detector cunoscut sub numele de Spectrometrul Magnetic Alpha a detectat deja potențiale semnături antinucleare. Deci răspunsul este la îndemână.
Citeste mai mult:
Există știința în condiții extreme? Raspundem in cifre
Oamenii de știință au aflat cine a beneficiat de moartea dinozaurilor
Priviți fotografia Pământului din spațiu: a fost realizată de primul modul privat
Imagine de copertă: Jingchuan Yu, Planetariul Beijing