Млечният път се оказа много „прозрачен“ за частиците антиматерия

Физиците от CERN установиха, че много частици антиматерия може да прелетят през почти цялата галактика, без да се сблъскат с обикновена материя. Това показва възможността за тяхното наблюдение за търсене на следи от съществуването на тъмна материя, съобщават от пресслужбата на ЦЕРН.

„Демонстрирахме за първи път в хода на експерименти по поглъщане на частици антиматерия, че ядрата антихелий-3, възникнали в централните региони на Млечния път, ще могат да достигнат околностите на Земята и други покрайнини на Галактиката. Това ни позволява да използваме тези частици за търсене на клъстери от тъмна материя“, казва Андреа Дайнезе  координаторът на проекта ALICE в ЦЕРН.

Космолозите предполагат, че в първите моменти от живота си Вселената е съдържала приблизително равни количества материя и антиматерия. Ако това наистина е било така, тогава Вселената не би трябвало да съществува, тъй като всички частици материя и антиматерия би трябвало да са се унищожили взаимно в първите мигове след Големия взрив в резултат на тяхното взаимно унищожение. Учените обсъждат от десетилетия защо на практика няма антиматерия в наблюдаваната Вселена.

Дайнезе и колегите му от ЦЕРН се опитват да отговорят на този въпрос в продължение на много години в експерименти на детектора ALICE, инсталиран в пръстена на Големия адронен колайдер. Това устройство е предназначено да наблюдава последствията от сблъсъка на различни тежки йони, чиито сблъсъци водят до образуването на клъстери от кварк-глуонна плазма, първичната материя на Вселената.

„Прозрачният“ Млечен път

В процеса на охлаждане на тази субстанция, както отбелязват Дайнезе и колегите му, възникват голям брой частици материя и антиматерия, включително малък брой атоми антихелий-3, състоящи се от два антипротона и един антинеутрон. Учените се възползвали от тази характеристика на работата на ALICE, за да проучат колко бързо и често тези антиатоми се сблъскват с околната материя.

Учените били подпомогнати от това, че броят на атомите хелий-3 и антихелий-3, които възникват по време на сблъсъците на тежки йони, трябва да бъде приблизително еднакъв. Водени от тази идея, учените изчислили колко частици хелий-3 и антихелий-3 са фиксирани от детекторите на ALICE по време на последния цикъл на работа на Големия адронен колайдер и сравнили тези показатели.

Измерванията показали, че частиците антиматерия рядко се сблъскват с материята по време на свободния си полет в ALICE. Това наблюдение навело учените на мисълта, че антихелий-3 и други частици, които възникват в центъра на Млечния път в резултат на разпад на тъмна материя или други процеси, на теория могат да достигнат до Земята.

Последвалите изчисления показали, че това наистина е така – голям брой частици антиматерия ще прелетят няколко хиляди светлинни години, преди да се сблъскат с водородни или хелиеви атоми в междузвездната среда. Това позволява те да се използват за търсене на следи от тъмна материя, а също и за изучаване на различни физични процеси в околностите на свръхмасивната черна дупка Sgr A * в центъра на Млечния път, заключават учените.