Чумацький шлях виявився сильно “прозорим” для частинок антиматерії

Фізики ЦЕРН з’ясували, що багато частинки антиматерії можуть пролітати практично через всю Галактику без сутичок із звичайною матерією. Це говорить про можливості спостережень за ними для пошуків слідів існування темної матерії, повідомила в понеділок прес-служба Європейської організації з ядерних досліджень (ЦЕРН).

“Ми вперше продемонстрували в ході дослідів по поглинанню частинок антиматерії, що ядра антигелия-3, що виникли у центральних регіонах Чумацького Шляху, будуть здатні досягти околиць Землі та інших околиць Галактики. Це дозволяє використовувати дані частинки для пошуків скупчень темної матерії”, – заявив науковий координатор проекту ALICE в ЦЕРН Андреа Дайнезе, чиї слова наводить прес-служба організації.

Космологи припускають, що Всесвіт у перші миті свого життя містила приблизно рівну кількість матерії і антиматерії. Якщо це дійсно було так, то всесвіт не повинно було б існувати, так як всі частинки матерії і антиматерії повинні були знищити один одного ще в перші миті після Великого Вибуху в результаті їх взаємної анігіляції. Учені вже багато десятиліть дискутують про те, чому антиматерії практично немає в осяжній Всесвіту.

Дайнезе і його колеги з ЦЕРН вже багато років намагаються отримати відповідь на дане питання в рамках експериментів на детекторі ALICE, встановленому всередині кільця Великого адронного коллайдера. Цей прилад призначений для спостережень за наслідками зіткнення різних важких іонів, зіткнення яких призводить до утворення скупчень кварково-глюонної плазми, первинної матерії всесвіту.

“Прозорий” Чумацький Шлях

В процесі охолодження цієї субстанції, як відзначають Дайнезе і його колеги, виникає велике число частинок матерії і антиматерії, в тому числі невелике число атомів антигелия-3, що складаються з двох антипротонів і одного антинейтрона. Вчені скористалися цією особливістю роботи ALICE для вивчення того, наскільки швидко і часто ці антиатоми стикаються з навколишнього матерією.

У цьому вченим допомогло те, що число атомів гелію-3 і антигелия-3, що виникають в ході зіткнень важких іонів, має бути приблизно однаковим. Керуючись цією ідеєю, вчені підрахували те, як багато частинок гелію-3 і антигелия-3 зафіксували детектори ALICE в рамках останнього циклу роботи БАК, і порівняли ці показники.

Ці виміри показали, що частинки антиматерії досить рідко стикаються з матерією під час їх вільного польоту всередині установки ALICE. Це спостереження наштовхнуло вчених на думку, що антигелий-3 та інші частинки, що виникають в центрі Чумацького Шляху у результаті розпадів темної матерії або інших процесів, що можуть в теорії досягати Землі.

Подальші розрахунки показали, що це дійсно так – велике число частинок антиматерії будуть пролітати по кілька тисяч світлових років до того, як вони зіткнуться з атомами водню або гелію в міжзоряному середовищі. Це дозволяє використовувати їх для пошуку слідів темної матерії, а також вивчення різних фізичних процесів в околицях надмасивної чорної діри Sgr A* в центрі Чумацького Шляху, підсумували вчені.