"The Big Bang-o começo da matéria-produzido universo e antimatéria em quantidades iguais. Mas isso não é o mundo que vemos hoje. Antimatéria é extremamente raro. É um grande mistério!" Aihong disse Tang, um físico Brookhaven envolvidos na análise, que utilizou dados coletados pelo Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) detector ESTRELA. "Embora esse quebra-cabeça é conhecida há décadas e pequenas pistas surgiram, continua a ser um dos grandes desafios da ciência. Qualquer coisa que aprendemos sobre a natureza da antimatéria pode potencialmente contribuir para resolver este quebra-cabeça."
Olhando para os restos de colisões de partículas que recriam as condições do universo muito cedo, os cientistas pela primeira vez mediu a força de interação entre pares de antiprótons. Como a força que mantém prótons comuns juntos dentro dos núcleos dos átomos, a força entre antiprótons é atraente e forte.
Os experimentos foram realizados em (RHIC), um Departamento de Energia Instituto de Ciência Facility usuário para a pesquisa física nuclear na Brookhaven National Laboratory do DOE. Os resultados, publicados na revista Nature, podem oferecer uma visão sobre os pedaços maiores de antimatéria, incluindo núcleos de antimatéria detectados anteriormente no RHIC, e também pode ajudar os cientistas a explorar uma das maiores questões da ciência: com praticamente nenhuma antimatéria para ser encontrado.
RHIC é o lugar perfeito para estudar a antimatéria, porque é um dos poucos lugares na Terra que é capaz de criar o material evasivo em quantidades abundantes.
RHIC é o lugar perfeito para estudar a antimatéria, porque é um dos poucos lugares na Terra que é capaz de criar o material evasivo em quantidades abundantes. Ele faz isso, batendo os núcleos dos átomos pesados como o ouro em um outro quase à velocidade da luz. Essas colisões produzir condições muito semelhantes às que encheu os microssegundos do universo após o Big Bang, com temperaturas 250.000 vezes mais quente que o centro do sol em uma mancha do tamanho de um único núcleo atômico.Toda essa energia embalado em um espaço tão pequeno cria um plasma de blocos de construção fundamentais, quarks e glúons da matéria, e milhares de nova-matéria partículas e antimatéria em quantidades iguais.
"Estamos aproveitando a capacidade de produzir grandes quantidades de antimatéria para que possamos realizar este estudo", disse Tang.
A colaboração STAR tem experiência anterior detectar e estudar formas raras de antimatéria-incluindo partículas de anti-alfa, os maiores núcleos de antimatéria já criadas em um laboratório, cada um constituído por dois antiprótons e dois antinêutrons. Esses experimentos deu-lhes alguns insights sobre como os antiprótons interagir dentro destas grandes objetos compostos. Mas, nesse caso, "a força entre as antiprotons é uma convolução dos interacções com todas as outras partículas", disse Tang. "Queríamos estudar a simples interação de antiprótons não ligados para obter uma visão" mais limpa "desta força."
Para fazer isso, eles procuraram os dados estrela a partir de colisões de ouro de ouro para pares de antiprótons que estavam perto o suficiente para interagir como eles emergiram da bola de fogo da colisão inicial.
"Nós vemos um monte de prótons, os blocos de construção básicos de átomos convencionais, sair, e nós vemos números quase iguais de antiprótons", disse Zhengqiao Zhang, um estudante graduado no grupo do professor Yu-Gang Ma, do Instituto Xangai de Física Aplicada da da Academia Chinesa de Ciências, que trabalha sob a orientação de Tang quando pelo Brookhaven. "Os antiprotons parecidos com protões familiares, mas porque são anti-matéria, que têm uma carga negativa em vez de positiva, de modo que curva no sentido oposto, no campo magnético do detector."
"Ao olhar para aqueles que greve perto um do outro no detector, podemos medir correlações em certas propriedades que nos dão uma visão sobre a força entre pares de antiprótons, incluindo a sua força ea faixa sobre a qual ele age", acrescentou.
Os cientistas descobriram que a força entre pares antipróton é atraente, assim como a força nuclear forte, que mantém os átomos comuns juntos. Considerando que já haviam descoberto estados ligados de antiprótons e-antineutrons esses núcleos de antimatéria-este não foi tão surpreendente. Quando os antiprotons são próximas umas das outras, a interacção forte força ultrapassa a tendência dos (negativamente) como partículas carregadas para repelir um ao outro da mesma forma que permite positivamente carregada protões para se ligarem um ao outro dentro dos núcleos dos átomos comuns.
Na verdade, as medições não mostram diferença entre matéria e antimatéria da maneira da força forte se comporta. Ou seja, dentro da precisão dessas medições, matéria e antimatéria parece ser perfeitamente simétrica. Isso significa que, pelo menos, com a precisão que os cientistas foram capazes de alcançar, não parece haver alguma peculiaridade assimétrica da força forte que pode explicar a existência contínua de matéria no universo ea escassez de antimatéria hoje.
Mas os cientistas apontam que nós não sabem que, se não tivesse feito essas experiências.
"Há muitas maneiras de testar a matéria / antimatéria assimetria, e há testes mais precisos, mas, além de precisão, é importante testá-lo de maneira qualitativamente diferentes. Esta experiência foi um qualitativamente novo teste", disse Richard Lednický, um ESTRELA cientista do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear, de Dubna, e do Instituto de Física da Academia de Ciências Checa, Praga.
"A implementação bem sucedida da técnica utilizada nesta análise abre uma possibilidade empolgante para explorar detalhes da forte interação entre outras espécies de partículas abundantemente produzidos", disse ele, observando que RHIC eo Large Hadron Collider (LHC) são ideais para estas medições , que são difíceis de avaliar por outros meios.
A imagem na parte superior da página mostra átomos de anti-hidrogênio untrapped aniquilando na superfície interna da alfa armadilha do CERN.
O Galaxy diário via Brookhaven National Laboratory
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