Заказ OnLine : Ваша корзина
Физики зафиксировали самую тяжелую частицу
Международной группе исследователей с помощью релятивистского коллайдера тяжёлых ионов (RHIC) удалось зафиксировать самую тяжелую на настоящий момент частицу антиматерии – «антипод» ядра атома гелия – антигелий-4.
Новая частица, которую также можно называть анти-альфа-частицей бьет рекорд, поставленный теми же исследователями около года назад.
Исследователи отмечают, что новый рекорд продержится гораздо дольше – расчеты позволяют предполагать, что следующее ядро, состоящее из антипротонов и анти нейтронов и не способное к самопроизвольному радиоактивному распаду встречается в миллионы раз реже и недоступна для обнаружения существующими техническими методами. Открытие демонстрирует экстраординарные возможности применения релятивистского коллайдера тяжёлых ионов для изучения фундаментальных вопросов природы вещества, антивещества и молодой вселенной.
На графике отображены факты отсчета частиц по массе, обычные ядра гелия (He-3 и He-4) отображены оранжевым, их аналоги – представители антивещества (антигелий-3 и антигелий-4) отображены синим. По графику можно судить, что ядро антигелия-4 легко отделяется от более легкого изотопа и характеризуется ожидаемым значением атомной массы.
Возглавлявший блок работ, выполненный на релятивистском коллайдере тяжёлых ионов, Стивен Вигдор (Steven Vigdor) отмечает, что, скорее всего, антигелий-4 останется самой тяжелой частицей антивещества либо до нового прорыва в способах ускорения элементарных частиц, либо до разработки принципиально нового способа получения античастиц.
Возможность получать и изучать антиматерию в условиях, похожих на условия молодой вселенной, не является простой задачей: одна из главных загадок физики заключается в том, что наблюдаемая нами вселенная состоит из частиц обычного вещества, в то время, как в соответствии с физической картиной Большого Горячего Взрыва вещество и антивещество образовывались в одинаковых количествах.
В релятивистском коллайдере тяжёлых ионов условия молодой вселенной сразу после Большого Горячего Взрыва создавались за счет столкновения ионов золота, движущихся со скоростью, приближающейся к скорости света. При столкновении этих ионов вероятно образование примерно равных количеств кварков и антикварков. Большую часть стабильного антивещества образовавшегося в релятивистском коллайдере тяжёлых ионов успевали детектировать до ее аннигиляции в результате взаимодействия с обычным веществом.
Изучив данные, полученные при измерении свойств заряженных частиц, образовавшихся в результате более, чем одного миллиарда столкновения ионов, исследователи дететировали 18 примеров уникальной «подписи» ядра антигелия-4. Это ядро состоит из двух антипротонов и двух антинейтронов, оно не подвергается радиоактивному распаду. Анти-альфа-частица характеризуется отрицательным электрическим зарядом, равным заряду двух электронов, ее масс примерно равна массе четырех протонов. Ядро антигелия-4 легко отделяется от более легкого изотопа и характеризуется ожидаемым значением атомной массы.
Исследователи также измерили скорость образования ядер антигелия-4 в результате внутриядерного взаимодействия, обнаружив, что скорость согласуется с предположениями о статистическом слиянии антикварков, содержащихся в смеси кварков и антикварков, образовавшейся в результате столкновений ионов в релятивистском коллайдере
Факт того, что 12 антикварков комбинируются, образуя столь сложное ядро антивещества, является весьма важным подтверждением того, что такое вполне могло произойти на начальных этапах Большого Горячего Взрыва – при расширении материи, энергия которой была эквивалентна триллионам градусов.
