Физики ЦЕРН выяснили, что многие частицы антиматерии могут пролетать практически через всю Галактику без столкновений с обычной материей. Это говорит о возможности наблюдений за ними для поисков следов существования темной материи, сообщила в понедельник пресс-служба Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН).
"Мы впервые продемонстрировали в ходе опытов по поглощению частиц антиматерии, что ядра антигелия-3, возникшие в центральных регионах Млечного Пути, будут способны достичь окрестностей Земли и других окраин Галактики. Это позволяет использовать данные частицы для поисков скоплений темной материи", - заявил научный координатор проекта ALICE в ЦЕРН Андреа Дайнезе, чьи слова приводит пресс-служба организации.
Космологи предполагают, что Вселенная в первые мгновения своей жизни содержала примерно равное количество материи и антиматерии. Если это действительно было так, то мироздание не должно было бы существовать, так как все частицы материи и антиматерии должны были уничтожить друг друга еще в первые мгновения после Большого Взрыва в результате их взаимной аннигиляции. Ученые уже много десятилетий дискутируют о том, почему антиматерии практически нет в обозримой Вселенной.
Дайнезе и его коллеги по ЦЕРН уже много лет пытаются получить ответ на данный вопрос в рамках экспериментов на детекторе ALICE, установленном внутри кольца Большого адронного коллайдера. Этот прибор предназначен для наблюдений за последствиями столкновения различных тяжелых ионов, соударения которых приводят к образованию скоплений кварково-глюонной плазмы, первичной материи мироздания.
"Прозрачный" Млечный Путь
В процессе охлаждения этой субстанции, как отмечают Дайнезе и его коллеги, возникает большое число частиц материи и антиматерии, в том числе небольшое число атомов антигелия-3, состоящих из двух антипротонов и одного антинейтрона. Ученые воспользовались этой особенностью работы ALICE для изучения того, насколько быстро и часто эти антиатомы сталкиваются с окружающей материей.
В этом ученым помогло то, что число атомов гелия-3 и антигелия-3, возникающих в ходе столкновений тяжелых ионов, должно быть примерно одинаковым. Руководствуясь этой идеей, ученые подсчитали то, как много частиц гелия-3 и антигелия-3 зафиксировали детекторы ALICE в рамках последнего цикла работы БАК, и сравнили эти показатели.
Эти замеры показали, что частицы антиматерии достаточно редко сталкиваются с материей во время их свободного полета внутри установки ALICE. Данное наблюдение натолкнуло ученых на мысль, что антигелий-3 и другие частицы, возникающие в центре Млечного Пути в результате распадов темной материи или других процессов, могут в теории достигать Земли.
Последующие расчеты показали, что это действительно так - большое число частиц антиматерии будут пролетать по несколько тысяч световых лет до того, как они столкнутся с атомами водорода или гелия в межзвездной среде. Это позволяет использовать их для поиска следов темной материи, а также изучения разных физических процессов в окрестностях сверхмассивной черной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути, подытожили ученые.