Αλληλεπιδράσεις σωματιδίων αντιύλης μετρήθηκαν για πρώτη φορά.

Author: Χωρίς σχόλια Share:

Η πρώτη μέτρηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ αντιπρωτονίων (το αντίστοιχο σωματίδιο αντιύλης των πρωτονίων) ολοκληρώθηκε από μια διεθνή ομάδα φυσικών του επιταχυντή Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), του Brookhaven National Laboratory της Νέας Υόρκης.

Η ομάδα ανακάλυψε ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ αντιπρωτονίων είναι αντίστοιχες με αυτές των πρωτονίων. Αυτή ήταν η πρώτη έρευνα που έδειξε ότι τα αντιπρωτόνια έλκονται μεταξύ τους. Τα αντιπρωτόνια έχουν την ίδια μάζα αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο σε σχέση με τα απλά πρωτόνια και η περαιτέρω κατανόηση για το πως αλληλεπιδρούν τα θεμελιώδη σωματίδια μεταξύ τους είναι ένας από τους κεντρικούς στόχους της πυρηνικής φυσικής.

Το πείραμα RHIC χρησιμοποίησε συγκρούσεις μεταξύ δύο ακτίνων από ιόντα χρυσού που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός για να να παράξουν νέα σωματίδια. Αυτές οι συγκρούσεις σπάνε τα πρωτόνια και τα νετρόνια του χρυσού σε κουάρκς, και έτσι παράγονται χιλιάδες άλλα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων και των αντιπρωτονίων.

Τα πρωτόνια είναι θεμελιώδη σωματίδια που βρίσκονται στον πυρήνα ενός ατόμου. Έχουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο και περιβάλλονται από νετρόνια, που έχουν ουδέτερο ηλεκτρικό φορτίο. Και τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι φτιαγμένα από κουάρκς, τα οποία αλληλεπιδρούν μέσω της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, η οποία τα “κολλάει” μεταξύ τους και κάνει τα περισσότερα άτομα να είναι εξαιρετικά σταθερά.

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη δημιουργεί έλξη γύρω στο ένα μέτρο femto (10^-15 μέτρα), όμως αρχίζει να γίνεται απωθητική για μικρότερες τιμές ενώ μειώνεται γρήγορα σε ασήμαντα επίπεδα για τιμές υψηλότερες. Καθώς η δύναμη αυτή είναι περίπου 60 φορές ισχυρότερη από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη σε αυτά τα επίπεδα, είναι πιθανό να έχουμε ελκτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτονίων.

Η αντιύλη ωστόσο είναι πολύ δύσκολο να μελετηθεί, καθώς εξαϋλώνεται με το που έρθει σε επαφή με την κανονική ύλη. Μέχρι στιγμής έχουν παρατηρηθεί αντιυδρογόνο, αντιήλιο αλλά και τα ισότοπα τους, όμως αυτή η μελέτη ήταν η πρώτη φόρα που μετρήθηκαν δυνάμεις μεταξύ πυρήνων αντιύλης.

Η ύλη και η αντιύλη έχουν ένα μεγάλο βαθμό συμμετρίας και σε περιπτώσεις σαν και αυτήν, η μία είναι το καθρέφτισμα της άλλης. Η συμμετρία δεν είναι τέλεια και οι νόμοι τις φυσικής στην αρχή της δημιουργίας του σύμπαντος, ευνόησαν την ύλη λίγο περισσότερο από την αντιύλη, κάτι το οποίο εξηγεί γιατί παρατηρούμε μόνο ύλη γύρω μας ενώ την αντιύλη πρέπει να την δημιουργήσουμε στο εργαστήριο. Το να κατανοήσουμε τις δυνατότητες της και τις διαφορές στη συμπεριφορά που έχει η αντιύλη, είναι κάτι που μπορεί να μας δώσει πολύ σημαντικές πληροφορίες για την φύση της πραγματικότητας.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

photo credit: Artist’s rendering of two interacting antiprotons emerging from a collision. Brookhaven National Laboratory.

Previous Article

Πέντε εκπληκτικές διαστημικές φωτογραφίες του 2015

Next Article

Πάπυρος αποκαλύπτει αρχαίες Αιγυπτιακές αστρονομικές γνώσεις

Διαβάστε επίσης: