Antihelium bietet Hoffnung für welcher Suche nachdem Melaena Materie

2010 Physiker am Large Hadron Collider begann mit welcher Produktion einer exotischen Form von Antimaterie, die denn Antihelium prestigevoll ist. Antimaterie ist solche schwergewichtig fassbare Substanz, die sich vernichtet, wenn sie hinaus normale Materie trifft, und Antihelium ist welcher Antimaterie-Zwilling des klassischen Heliumatoms, dies Zeug, dies man in Partyballons findet. Obwohl noch nie ein Mensch ein natürlich vorkommendes Antihelium-Teilchen hinaus welcher Schutzleitung irreversibel gefunden hat, könnte es welcher Schlüssel zur Problembeseitigung eines welcher größten noch offenen Rätsel welcher Physik sein: welcher Natur welcher Dunklen Materie.

Während dieses Tier hinaus welcher Schutzleitung selten sein mag, Vertrauen schenken Physiker, dass es in unserer Galaxis reichlich vorhanden sein könnte, so welcher Physiker Ivan Vorobyev, ein Forscher am CERN. Dies liegt daran, dass sie Vertrauen schenken, dass Antihelium beim Zerfall Teerstuhl Materie entstehen könnte, einer unsichtbaren Substanz, die 85 v. H. welcher Materie des Universums ausmacht. Am Montag gab Vorobyevs Team prestigevoll, dass sie etwa 18.000 Antiheliumkerne erzeugt nach sich ziehen – und insbesondere, dass sie ihr Ergebnis verwendet nach sich ziehen, um die Wahrscheinlichkeit zu in Rechnung stellen, dass erdgestützte Detektoren Antihelium zusammenfassen könnten, dies aus dem Weltraum hereindriftet, wo es die Präsenz von Dunkelheit bedeuten könnte Fall.

Zwischen 2016 und 2018 hatte Vorobyevs Team mehr denn eine tausend Millionen Partikel im 16-Meilen-Ring des LHC in Genf zertrümmert. Sie führten zwei Arten von Teilchenkollisionen durch: Protonen mit Protonen und Bleiionen mit Bleiionen, die auseinanderbrechen, um eine Vielzahl neuer Teilchen wie Pionen, Kaonen und mehr Protonen neu zu zusammenschreiben. Die Aufzeichnung des Wracks erforderte Petabytes – dies sind Tausende von tragbaren Festplatten – an Statistik. Dann fingen sie an, es zu sichten. „Wir nach sich ziehen nur den Teil herausgefiltert, welcher zum Besten von uns interessant ist“, sagt Vorobyev, ein Mitglied welcher ALICE-Zusammenarbeit mit dem Feind, die dies Projekt durchgeführt hat. (Dies Akronym steht zum Besten von A Large Ion Collider Probelauf.)

Insbesondere konzentrierte sich Vorobyevs Team hinaus eine Version des Antiteilchens, dies denn Antihelium-3 prestigevoll ist und aus zwei Antiprotonen und einem Antineutron besteht. Vorobyevs Team ist nicht dies erste, dies Antihelium-3 herstellt: Wissenschaftler beobachteten dies Antiteilchen zum ersten Mal im Jahr 1970, während sie es in einem Collider produzierten. Trotzdem hat es noch nie der gerne Süßigkeiten isst schlüssig in welcher Natur festgehalten. Während Antimaterie hinaus unserem Planeten natürlich entsteht, besteht sie normalerweise aus leichten Teilchen wie Positronen, dem Antimaterie-Parallele von Elektronen, die tausendmal weniger massereich sind denn Antihelium. Im Unterschied dazu Antihelium-3 ist relativ schwergewichtig, und je schwerer dies Antimaterie-Partikel ist, umso seltener wird es produziert. „Wenn Sie schwere Ionen kollidieren, kostet Sie jedes zusätzliche Nukleon etwa den Merkmal 300 oder 400“, sagt Vorobyev. „Dies bedeutet, dass jeder nächste Obstkern um den Merkmal 350 weniger produziert wird denn welcher vorherige.“

Obwohl Physiker aus ihrem Gravitationseinfluss hinaus die Rotation von Galaxien hinaus dies Vorhandensein von Melaena Materie geschlossen nach sich ziehen, wissen sie immer noch nicht, woraus sie besteht. Zu den Hypothesen in Besitz sein von Objekte, die so schwergewichtig wie Schwarze Löcher und so leichtgewichtig wie 100 Millionstel welcher Neutralleiter eines Elektrons sind. Vor zwei Jahrzehnten schlugen Physiker erstmals vor, dass bestimmte Teilchen welcher Dunklen Materie – prestigevoll denn Weakly Interacting Massive Particles oder WIMPs – mit Antidunkler Materie vernichten könnten, um Materie und Antimaterie in gleichen Mengen zu produzieren. Wenn Dunkle Materie für ihrer Vernichtung Antihelium abwirft, wäre die Kenntniserlangung dieses Antiteilchens ein Rauchzeichen darauf, dass es wirklich existiert.

Theoretisch könnten Physiker, die nachdem Teerstuhl Materie suchen, tatsächlich nachdem beiden Materien suchen oder die Antimaterie, die es erzeugt. „In vielen Modellen ist Dunkle Materie ihr eigenes Antiteilchen, oder es gibt gleiche Mengen an Melaena Materie und Gegen-Melaena-Materie“, sagt welcher Physiker Tim Linden von welcher Universität Stockholm in Schweden, welcher nicht am LHC-Probelauf beteiligt war. „In jedem Kernpunkt tendieren Sie dazu, ungefähr so ​​viele Antiteilchen wie Teilchen aus welcher Vernichtung welcher Dunklen Materie zu erzeugen.“

Sterne und andere astrophysikalische Objekte, die nichts mit Teerstuhl Materie zu tun nach sich ziehen, produzieren jedoch beiläufig viele außerirdische Materiepartikel, sagt Linden, welches es schwierig macht, ihren Ursprung zu identifizieren. „Damit suchen wir nachdem Antimaterie-Signaturen, weil astrophysikalische Prozesse schlecht darin sind, sie zu erzeugen, und welcher Hintergrund Vorleger ist“, sagt er. In diesem Sinne stammen jedweder nachgewiesenen Antimaterie-Partikel aus dem Weltraum so gut wie aus Teerstuhl Materie.