Parçacıklar galakside yıldızlararası toz ve radyasyondan zarar görmeden ve yok edilmeden dolaşabilir mi?
Antimadde nedir?
Antimadde sıradan (baryonik) ile aynıdırzıt elektrik yüküne sahip olması dışında. Örneğin, negatif yüklü bir elektronun, pozitron olarak bilinen bir antimadde "ortağı" vardır. Bir pozitron, bir elektronla aynı kütleye sahip, ancak pozitif yüklü bir parçacıktır. Nötronlar gibi elektrik yükü olmayan parçacıklar genellikle antimaddenin "kendi kendine eşleridir".
Bilim adamları zaten kullanarak antimadde parçacıkları yarattılar.LHC'de ultra yüksek çarpışma hızları. CERN'deki çeşitli deneylerde bilim adamları, hidrojenin bir "ortağı" olan antihidrojeni yarattılar. Bugüne kadar elde edilen en karmaşık antimadde elementi, bir helyum analoğu olan antihelium'dur.
Bir sanatçının antimadde fikri. Fotoğraf: CERN
Bu kulağa bilimsel bir şey gibi gelse dekurgu, antimadde gerçektir. Antimadde, Big Bang'den sonra madde ile birlikte ortaya çıktı. Ancak modern evrende nadirdir ve bilim adamları nedenini bilmiyorlar.
Antimadde parçacıkları galaksiyi nasıl geçebilir?
Evrende, antimaddeyakalanması zor ve öngörülemeyen bir güç: sıradan maddeyle karşılaştığında yok olur ve kozmik bir yıkım rotası yaratır. Ancak Parçacık Çarpıştırıcısı tesislerinde yakın zamanda yapılan çığır açan bir deneyde, bilim adamları bazı antinükleerlerin yıldızlararası yolculukta ölmeden hayatta kalabileceğini fark ettiler.
sonucunda oluştukları varsayılmaktadır.yüksek enerjili kozmik ışınlar ile uzayda "yüzen" atomlar arasındaki çarpışmaların yanı sıra karanlık madde parçacıklarının çarpışmasında (daha önce, Hi-Tech bunun ne olduğunu ayrıntılı olarak anlatmıştı).
Bu küçük parçalar hayatta kalabilirsebu tür olağanüstü yolculuklar, bilim adamlarının galaksimizin çoğunu oluşturan bu gizemli maddenin - karanlık maddenin - doğasını anlamalarına yardımcı olacak.
Deney nasıldı?
Bilim adamları Büyük Hadron'dan gelen verileri kullandılarÇarpıştırıcı, uzayda üretilen antinüklelerin Dünya'nın çevresindeki dedektörlere sağ salim ulaşıp ulaşmayacağını öğrenmek için. Teoriyi test etmek için fizikçiler İsviçre'deki CERN laboratuvarında bir deney yaptılar. Araştırmacılar imkansız gibi görünen bir şeyi ölçmeye çalıştılar: antihelium çekirdeklerinin yok edilmesinin sonuçları.
CERN'de antimaddenin laboratuvarda üretilip depolandığı BASE deneyinin bir parçası. Fotoğraf: CERN
ALICE dedektörünü kullanarak, dikkatliceeşit sayıda helyum ve antihelium çekirdeği üretmiş olması gereken yüksek enerjili protonların atomlarla çarpışmalarını hesapladı. Bilim adamları, belirli detektörlerden (çelik, karbon vb.) oluşan malzemeler üzerinde kaç antinükleusun yok edildiğini tahmin ederek, bu parçacıklar sıradan madde ile temas ettiğinde tam olarak ne olduğunu saptadılar.
Bulgular, antimaddenin doğası ve evrendeki rolü hakkında uzun süredir devam eden soruları yanıtlamaya yardımcı olacak.
Bilim adamları ne öğrendi?
Bilgisayar simülasyonu gösterdi kiAntimadde parçacıklarının "yok olma olasılığı" şaşırtıcı derecede küçüktür. Yıldızlararası uzayda çok uzak mesafeler kat ettikten sonra bile, karanlık madde tarafından yaratılan antinükleusların %50'ye kadarının Dünya'ya yaklaştıkça bozulmadan kaldığını keşfettiler.
Fizikçiler ayrıca antinükleilerin yaratıldığını da buldular.kozmik ışınlar karanlık maddenin yarattığı enerjilerden daha yüksek enerjiye sahiptir. Sonuçta, yalnızca yüksek enerjili antinükleiler Dünya'ya büyük miktarlarda ulaşabilirdi. Başka bir çalışma, astrofiziksel kaynaklar tarafından üretiliyorsa, standart dedektörlerin etkileyici sinyal-gürültü oranlarına sahip karanlık maddeyi nasıl tespit edebildiğini gösterdi.
Bu neden önemlidir?
Dünyanın dört bir yanındaki fizikçilere göre, anlayışkaranlık maddenin gizemli kökeni, modern bilimin temel önceliğidir. Ayrıca, yeni çalışmanın yazarları, antinüklei oluşumuna ilişkin daha derin bir çalışmanın, karanlık maddenin kendisiyle ilgili teorilerin daha iyi anlaşılması ve daha sonra tanımlanması için paha biçilmez olabileceğini söylediler.
Yeni deneyler şimdiden çığır açıcı olarak adlandırıldımodern bilimdeki en önemli sorulardan birini yanıtlamaya yardımcı olan araştırma: antimadde parçacıkları var mı? Daha yakın zamanlarda, Uluslararası Uzay İstasyonunda, Alfa Manyetik Spektrometre olarak bilinen bir dedektör, potansiyel antinükleer imzaları çoktan tespit etti. Yani cevap çok yakın.
Daha fazla oku:
Bilim aşırı koşullarda var mıdır? Rakamlarla cevap veriyoruz
Bilim adamları dinozorların ölümünden kimin yararlandığını buldu
Dünyanın uzaydan fotoğrafına bakın: ilk özel modül tarafından yapıldı
Kapak resmi: Jingchuan Yu, Beijing Planetaryum