Таинственное обнаружение антиматерии на МКС порождает новые радикальные теории
Неофициальные сообщения о том, что 10 ядер антигелия врезались в Международную космическую станцию, вдохновили физиков-теоретиков выйти за рамки наших нынешних моделей в поисках объяснения.
Хотя небольшая горстка космических частиц может показаться тривиальной, Характер антигелиевого дождя настолько странен, что исследователи рассматривают это событие как ливень в пустыне.
В своем недавно опубликованном анализе ученые из Института теоретической физики «Периметр» в Канаде и Университета Джонса Хопкинса в США приводят доводы в пользу рассмотрения физики за пределами принятой в настоящее время Стандартной модели, вплоть до предположения о возможном участии темной материи.
С 2011 года на борту космического корабля находится Альфа-магнитный спектрометр (AMS-02). Международная космическая станция незаметно зарегистрировала более 200 миллиардов событий космических лучей.
Хотя большинство из них представляли собой обычные частицы, летевшие на огромные расстояния в космосе с высокой скоростью, неопубликованные отчеты показывают, что десять из них были совсем не типичный, состоящий из пар антипротонов, прикрепленных к одному или двум антинейтронам.
Каждая фундаментальная частица «обычной» материи, такая как электроны, нейтрино и кварки, имеет соответствующий аналог с теми же характеристиками, но противоположный заряд: античастица.
Теоретически античастицы, такие как позитроны, антинейтрино и антикварки, должны были появиться из печей Большого взрыва примерно в тех же количествах, что и электроны, нейтрино и кварки, быстро нейтрализуя друг друга. в потоке гамма-лучей.
Тот факт, что Вселенная состоит из гораздо большего, чем просто расширяющееся свечение электромагнитного излучения, предполагает, что мы чего-то не совсем понимаем в балансе первичной материи и антиматерии. p>
Подобно тому, как здесь, на Земле, можно выдавить мелкий туман антиматерии с помощью коллайдеров частиц, природа продолжает выделять антипротоны и антинейтроны в катастрофических высокоэнергетических событиях. Часть из них даже убежит, чтобы пережить аннигиляцию, время от времени сталкиваясь с детекторами здесь, на Земле.
Предполагаемые открытия AMS-02 включали антипротоны и антинейтроны в форме ядер антигелия – редкий союз, для которого потребовались бы античастицы. быть медленно движущимся и плотно упакованным, чтобы дать субатомным частицам возможность соединиться.
Любопытно, что на каждое ядро антигелия с двумя антинейтронами, изотопом, называемым антигелием-4, приходилось два ядра с одним антинейтроном: антигелий -3. Опираясь исключительно на признанную физику, лучшие исследователи пришли к измеренному соотношению изотопов 10 000 к одному.
Что бы ни создало два варианта изотопа антиматерии и заставило их двигаться в нашем направлении, это не было таким уж разборчивым. в размере антигелия, как известные процессы, что позволяет предположить, что начальные условия требовали, чтобы субатомные строительные блоки двигались невероятно медленно, прежде чем они были выброшены.
Одна из возможностей может включать распад неизвестной в настоящее время частицы, который может даже квалифицироваться как темная материя. Даже если бы такая частица существовала, остается вопрос, как она могла лететь по космосу со скоростью, составляющей лишь часть скорости света.
Двигаясь в обратном направлении, исследователи предполагают, что невероятно горячая, быстро расширяющаяся концентрация плазма, состоящая из известных частиц, могла бы обеспечить как удар, так и правильное соотношение ядер антигелия.
Хотя такие «огненные шары» никогда не наблюдались, они могут возникать в результате столкновений между массами темной материи, которые содержат достаточное количество антикварки.
Второй возможный сценарий включает в себя так называемых «темных карликов». Эти гипотетические шары темных фотонов, темных электронов и темных нейтронов также могут столкнуться друг с другом, создавая условия, которые могут просто испускать антигелий в измеренных соотношениях.
Ни одна из моделей не была полностью конкретизирована и состоит из сложной динамики. это оставляет много дискуссий по поводу потенциальных деталей. И это только та физика, о которой мы знаем: сама темная материя еще не подтверждена как материальный феномен, не говоря уже о том, чтобы ее понять.
Тем не менее, в математике даже весьма умозрительных моделей, подобных этой, может существовать семена открытий, которые могут превратить другие неожиданные измерения в огненные шары творения, порожденные столкновением тьмы.
Через еще шесть лет работы AMS-02, возможно, еще соберет данные, которые дадут еще один взгляд на происхождение этой странной вещи. антигелиевый душ.
Или это может подтвердить, что что-то неожиданное в дальних уголках космоса создает атомы антиматерии, насмехаясь над нами из тени.
Это исследование было опубликовано в журнале Physical Обзор Д.
