|
Секрет создания антивещества в космических столкновениях
|
|
|
|
На сегодняшней (08.04.2022) конференции Quark Matter и на недавней конференции Rencontres de Moriond коллаборация LHCb представила анализ столкновений частиц на Большом адронном коллайдере (LHC), который может помочь определить, происходит ли какая-либо антиматерия, обнаруженная в экспериментах в космосе, из темного мира. Вещество, которое удерживает вместе такие галактики, как Млечный Путь. Космические эксперименты, такие как Альфа-магнитный спектрометр (AMS), который был собран в ЦЕРНе и установлен на Международной космической станции, обнаружили долю антипротонов, аналогов протонов из антивещества, в высокоэнергетических частицах, называемых космическими лучами. Эти антипротоны могут образовываться при столкновении частиц темной материи друг с другом, но они также могут образовываться и в других случаях, например, при столкновении протонов с атомными ядрами в межзвездной среде, состоящей в основном из водорода и гелия.
|
|
|
Поэтому, чтобы выяснить, происходят ли какие-либо из этих антипротонов из темной материи, физики должны оценить, как часто антипротоны образуются при столкновениях между протонами и водородом, а также между протонами и гелием. Хотя некоторые измерения первого были сделаны, и LHCb сообщил в 2017 году о первом в истории измерении второго, это измерение LHCb включало только мгновенное образование антипротонов, то есть антипротоны, произведенные прямо в месте, где произошли столкновения. В своем новом исследовании команда LHCb также искала антипротоны, образующиеся на некотором расстоянии от точки столкновения в результате преобразования или «распада» частиц, называемых антигиперонами, в антипротоны. Чтобы сделать это новое измерение и предыдущее, исследователи LHCb, которые обычно используют данные протон-протонных столкновений для своих исследований, вместо этого использовали данные протон-гелиевых столкновений, полученные путем введения газообразного гелия в точку, где два пучка протонов LHC нормально сталкиваются.
|
|
|
|
Проанализировав выборку из примерно 34 миллионов протон-гелиевых столкновений и измерив отношение скорости образования антипротонов в результате распадов антигиперонов к скорости образования мгновенных антипротонов, исследователи LHCb обнаружили, что в шкале энергий столкновений их измерений антипротоны, произведенные через распады антигиперонов вносят гораздо больший вклад в общую скорость образования антипротонов, чем количество, предсказываемое большинством моделей образования антипротонов в столкновениях протонов с ядрами. «Этот результат дополняет наше предыдущее измерение быстрого образования антипротонов и улучшит прогнозы моделей», — говорит представитель LHCb Крис Паркс. «Это улучшение, в свою очередь, может помочь космическим экспериментам найти доказательства темной материи». «Наш метод введения газа в точку столкновения LHCb изначально был задуман для измерения размера протонных пучков», — говорит координатор по физике LHCb Нильс Тюнинг. «Очень приятно снова видеть, что это также улучшает наши знания о том, как часто антиматерия должна создаваться в космических столкновениях между протонами и атомными ядрами».
|
|
|
|
Источник
|
