Rruga e Qumështit është pjesërisht transparente ndaj bërthamave të lehta antimateries:


 

Grimcat e antimateries si pozitronet dhe antiprotonet janë të shumta në kozmos. Shumë më pak të zakonshme janë antibërthamat e lehta, të përbëra nga antiprotone dhe antineutrone, të cilat mund të prodhohen në galaktikën tonë nëpërmjet përplasjeve me rreze kozmike me energji të lartë me mediumin ndëryjor ose mund të vijnë gjithashtu nga asgjësimi i grimcave ende të pazbuluara të lëndës së errët. Në Tokë, mënyra e vetme për të prodhuar dhe studiuar antibërthamat me saktësi të lartë është krijimi i tyre në përshpejtuesit e grimcave me energji të lartë si Përplasësi i Madh i Hadronit i CERN-it (LHC). Megjithëse vetitë e antigrimcave elementare janë studiuar në detaje, njohuria për ndërveprimin e antibërthamave të lehta me lëndën është mjaft e kufizuar. Në kërkimin e ri, fizikanët nga ALICE Colaboration në LHC u fokusuan në përcaktimin e probabilitetit të zhdukjes së antihelium-3 kur ndeshet me grimcat e materies dhe asgjësohet ose shpërbëhet.

“Për të zbuluar nëse materia e errët është burimi prapa çdo zbulimi të mundshëm të antibërthamave të dritës nga hapësira e jashtme, ne duhet të përcaktojmë fluksin e antibërthamave të dritës që pritet të arrijë vendndodhjen afër Tokës të eksperimenteve të tilla,” shpjeguan anëtarët e ALICE. Bashkëpunimi.

“Ky fluks varet nga tipare të tilla si lloji i saktë i burimit të antimateries në galaktikën tonë dhe shpejtësia me të cilën ajo prodhon antibërthamat, por edhe nga shkalla me të cilën antibërthamat duhet të zhduken më vonë përmes asgjësimit ose përthithjes kur ata ndeshen me lëndë normale në udhëtimin e tyre. në Tokë.”

“Ky i fundit është vendi ku hyn studimi i ri nga ALICE.”

Duke hetuar se si bërthamat e antihelium-3 të prodhuara në përplasjet e joneve të rënda dhe të protoneve në LHC ndërveprojnë me detektorin ALICE, fizikanët ishin në gjendje të masin, për herë të parë, shpejtësinë në të cilën bërthamat e antihelium-3 zhduken kur hasin në normale. çështje.

Në këtë analizë, materiali i detektorit ALICE shërben si lëndë normale me të cilën ndërveprojnë antibërthamat.

Më pas, studiuesit inkorporuan shkallën e përftuar të zhdukjes në një program kompjuterik të disponueshëm publikisht të quajtur GALPROP, i cili simulon përhapjen e grimcave kozmike, duke përfshirë antibërthamat, në Rrugën e Qumështit.

Ata morën parasysh dy modele të fluksit të bërthamave antihelium-3 që priten pranë Tokës pas udhëtimit të bërthamave nga burimet në Galaxy.

Një model supozon se burimet janë përplasje të rrezeve kozmike me mjedisin ndëryjor, dhe tjetri i përshkruan ato si grimca hipotetike të materies së errët të quajtur grimca masive me ndërveprim të dobët (WIMP).

Për secilin model, autorët vlerësuan më pas transparencën e Rrugës së Qumështit ndaj bërthamave antihelium-3, domethënë aftësinë e galaktikës për të lënë bërthamat të kalojnë pa u zhytur.

Ata e bënë këtë duke ndarë fluksin e marrë me dhe pa zhdukjen e antibërthamave.

Për modelin e lëndës së errët, ekipi mori një transparencë prej rreth 50%, ndërsa për modelin e rrezeve kozmike transparenca varionte nga 25% në 90% në varësi të energjisë së antibërthamës.

Këto vlera të transparencës tregojnë se bërthamat e antihelium-3 me origjinë nga lënda e errët ose nga përplasjet e rrezeve kozmike mund të përshkojnë distanca të gjata – prej disa kiloparsekësh – në Rrugën e Qumështit pa u zhytur.

“Rezultatet tona tregojnë, për herë të parë në bazë të një matjeje të drejtpërdrejtë të përthithjes, se bërthamat e antihelium-3 që vijnë nga qendra e galaktikës sonë mund të arrijnë vendndodhje afër Tokës,” tha Dr. Andrea Dainese, një fizikant në Instituti Kombëtar i Italisë për Fizikën Bërthamore dhe koordinatori i fizikës ALICE.

“Gjetjet tona tregojnë se kërkimet për bërthama të lehta antimateries nga hapësira e jashtme mbeten një mënyrë e fuqishme për të gjuajtur për materien e errët,” shtoi Dr. Luciano Musa, zëdhënës i ALICE Collaboration.

“Ky është një shembull i shkëlqyer i një analize ndërdisiplinore që ilustron se si matjet në përshpejtuesit e grimcave mund të lidhen drejtpërdrejt me studimin e rrezeve kozmike në hapësirë,” tha profesoresha Laura Fabbietti, një fizikane në Universitetin Teknik të Mynihut dhe një anëtare e ALICE. Bashkëpunimi.

“Rezultatet nga eksperimenti ALICE janë të një rëndësie të madhe për kërkimin e antimateries në hapësirë ​​me modulin AMS-02 (Alpha Magnetic Spektrometer) në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës (ISS).

“Duke filluar nga viti 2025, eksperimenti i balonave GAPS mbi Arktik do të ekzaminojë gjithashtu rrezet kozmike hyrëse për antihelium-3.”

Rezultatet shfaqen në revistën Nature Physics .

About Post Author