Получена самая тяжелая античастица

Недавно были опубликованы результаты экспериментов, проводимых на коллайдере RHIC (США), в результате которых физикам удалось получить самый тяжелый на данный момент элемент антиматерии. Это антипод изотопа гелия-4. Несмотря на то, что время его жизни составляет триллионную долю секунды, ученым удалось исследовать его строение и основные свойства.

Собственно говоря, сам эксперимент, в котором удалось получить наиболее тяжелое на данный момент антивещество, проводился еще в конце прошлого года. Однако показания детекторов были расшифрованы только сейчас. Они подтвердили, что физикам действительно удалось получить антигелий-4, точнее говоря, ядро этого антиэлемента, состоящее из двух антипротонов и двух антинейтронов.

Как следует из названия, антигелий-4 является атомом, противоположным самому распространенному в природе стабильному изотопу гелия. Именно он составляет приблизительно 99,9 процента запасов гелия на Земле. Его ядро, как и положено, имеет два протона и два нейтрона. Оно отличается поразительной стабильностью — несмотря на свою относительную "тяжесть" гелий-4 совершенно не имеет склонности к радиоактивному распаду и термоядерным реакциям синтеза.

Читайте также: Магнитная ловушка для антивещества

Ученые объясняют эту "странность" тем, что сумма энергий связи двух ядер гелия больше, чем энергии связи частиц в ядре бериллия-8 — элемента, в который по идее должен превратиться гелий после термоядерной реакции. Также было замечено, что многие другие радиоактивные изотопы часто распадаются с образованием ядра гелия-4, называемого также альфа-частицей (а сам процесс, соответственно, именуется альфа-распадом), которая больше уже ни на что не распадается. Исходя из этого физики предполагают, что и антигелий-4 также будет отличаться большой стабильностью.

Для того, чтобы получить эту долгожданную античастицу, ученым, работающим на релятивистском коллайдере тяжелых ионов, расположенном в Брукхейвенской национальной лаборатории (Нью-Йорк), пришлось устроить столкновение ионов золота на скорости, близкой к скорости света. По мнению физиков, этот процесс отдаленно напоминает условия, наблюдавшиеся после Большого взрыва. В таких столкновениях с равной долей вероятности могут возникнуть субатомные частицы — кварки и антикварки. Также в результате подобной микроскопической "аварии" создаются новые атомы и антиатомы, правда последние при контакте друг с другом достаточно быстро аннигилируют (то есть взаимно уничтожаются).

Фото: AP

Но даже при скрупулезном соблюдении всех условий эксперимента получить любое антивещество все равно не так-то просто. По словам исследователей, для того, чтобы обнаружить всего 18 атомов антигелия-4, им потребовалось провести 1,5 триллиона атомных столкновений в кольце атомного ускорителя. Это не могло не сказаться на самом ускорителе — Уильям Бринкман, директор по научным исследованиям Министерства энергетики США, говорит, что во время поиска антигелия коллайдеру пришлось работать на предельных мощностях. Так что новых, еще более тяжелых антиэлементов, в ближайшее время, скорее всего, уже не будет обнаружено, так как придется ждать ввода в строй нового оборудования.

Да и срок жизни антигелия-4 весьма короток — он существует всего-то 1/100-триллионную секунды. Тем не менее детекторы ускорителя успели не только зафиксировать, но и внимательно изучить это антивещество. По их данным, ядро самого тяжелого антиэлемента состоит из 12 антикваров (о том, что такое кварки, читайте в статье "Ученым удалось потрогать частицу бога"). Также поблизости от него было отмечено нескольких позитронов — то есть частиц, являющихся антиподами электронов (по сути дела, те же электроны, только с положительным зарядом). Однако сказать наверняка, связаны они как-нибудь с ядрами антигелия или просто "мимо пролетали", пока достаточно сложно.

Ряд сотрудников лаборатории уверены, что после ремонта и оснащения новым оборудованием коллайдер будет уже вполне готов для получения антилития, который, как мы помним, по идее является еще более тяжелым элементом, чем антигелий. Правда, аналитики несколько охладили их пыл — по предварительным расчетам, количество ядер антилития, которые планируется получить в следующей серии экспериментов, будет приблизительно в два миллиона раз меньше, чем ядер антигелия-4.Так что еще не понятно, стоит ли овчинка выделки. Поэтому руководство планирует в данный момент предложить сотрудникам лаборатории более детально изучить ядра антипода гелия-4.

Подобный интерес к исследованиям данного антиэлемента объясняется еще и тем, что в ближайшее время Детектор AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer), созданный учеными из 16 стран, отправится в космос на шаттле "Индевор", где в течение десяти лет на борту МКС будет отыскивать следы темной материи и антиматерии в потоках космических лучей. Этот чудо-аппарат специально настроен именно на поиск следов антигелия-4.

Читайте также: Гроза может создавать антимиры

Согласно данным, полученным на предшественнике нового детектора, AMS-01, соотношение антигелия к гелию во Вселенной составляет примерно одну миллионную. Однако AMS-02 чувствительнее примерно в тысячу раз, так что ему, возможно, удастся обнаружить эти античастицы в природе. И если подобное произойдет, то у ученых появится возможность сравнить "лабораторный" и природный антигелий. И если подобное сравнение подтвердит их идентичность, то это будет самым хорошим доказательством предположения, что антиматерия действительно существует в природе, а не является "побочным эффектом" экспериментов физиков.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Скандально известной судье Краснодарского краевого суда Елене Хахалевой велено писать заявление об отставке, заявил в своем очередном видеообращении бывший судья Хостинского районного суда города Сочи Дмитрий Новиков.

СМИ сообщили об отставке «золотой судьи» Хахалевой
Комментарии
Восемь научных трюков для превращения в профи
Победила дружба: Узбекистан метит в лидеры региона
Эксперт объяснил панику вокруг конца света 23 сентября
На памятнике Калашникову изобразили "Штурмгевер". Кто виноват?
Президент Трамп ужесточил санкции против Северной Кореи
Мадрид в бешенстве: Барселона разыгрывает крымский сценарий
На памятнике Калашникову изобразили "Штурмгевер". Кто виноват?
Еще одна учительница сядет за секс с учениками. Пожизненно
"Выкорчевать заразу": Каспаров поставил России условие
СМИ: какие "топовые" банки ждет банкротство
Чонгарская вышка вместо украинской пропаганды транслирует передачи из России
Чонгарская вышка вместо украинской пропаганды транслирует передачи из России
Русский язык в Татарстане: проблем нет. Или есть?
"Яблоко" предлагает России смириться
Еще одна учительница сядет за секс с учениками. Пожизненно
Ночные "Страхи" Моргана Фримена
Ночные "Страхи" Моргана Фримена
СМИ сообщили об отставке «золотой судьи» Хахалевой
«Тайна», найденная Рондой Берн, оказалась пустышкой
«Тайна», найденная Рондой Берн, оказалась пустышкой
«Тайна», найденная Рондой Берн, оказалась пустышкой