Fizikai sukūrė sunkiausią antimedžiagą

Antidalelės turi priešingą krūvį nei įprastos medžiagos dalelės: antineutronai, kurių elektros krūvis yra neutralus, sudaryti iš antikvarkų, kurių krūvis yra priešingas nei įprastų kvarkų. Susidūrusios su medžiaga, jos susinaikina, tad jas aptikti ir su jomis dirbti ypač sunku. Iki šiol sudėtingiausia matyta antimedžiaga buvo helio-3 branduolių, turinčių du protonus ir vieną neutroną, atitikmuo, praneša lrt.lt.

Tačiau RHIC vykdomi eksperimentai situaciją keičia. Greitintuve vykdomi sunkių atomų branduolių, tokių kaip švinas ir auksas, susidūrimai, kurių metu susikuria mikroskopiniai ugnies kamuoliai. Tuomet energija yra taip tankiai suspausta, jog gali susikurti daugybė naujų dalelių.

Praėjusiais metais RHIC paskelbė apie naujos rūšies antimedžiagos sukūrimą. Ji sudaryta iš vieno antiprotono, vieno antineutrono ir vienos nestabilios dalelės, vadinamos antilambda. Tai buvo sunkiausia žinoma antidalelė, tačiau dabar rekordas priklauso RHIC sukurtiems 18 antihelio-4 branduolių.

„Jie priartino mus prie kito antiperiodinės lentelės elemento“, – teigia Frankas Close`as iš Oksfordo universiteto Jungtinėje Karalystėje. – Tačiau mes nepriartėjame prie pagrindinio klausimo: kodėl Visata iš esmės nėra pripildyta antimedžiagos?

Iš tiesų, standartinėse teorijose teigiama, kad pirmosiomis Visatos gimimo akimirkomis medžiagos ir antimedžiagos buvo po lygiai, tačiau dėl nežinomų priežasčių medžiaga tapo vyraujanti.

Tarptautinėje kosminėje stotyje balandį prasidėsiantis eksperimentas „Alpha Magnetic Spectrometer“ (AMS) imsis šios problemos. Žinoma, kad tarp didelės energijos dalelių – kosminių spindulių, kurie pasiekia Žemę, – natūraliai yra ir nedideli kiekiai antiprotonų.

AMS ieškos sunkesnių antidalelių. Tačiau jei antihelis gaunamas tik susidūrimų metu, kaip parodė eksperimentai RHIC, projekto metu mokslininkai antihelio neturėtų aptikti. Jei jie aptiks aukštesnius antihelio lygius, tai parems teoriją, jog ankstyvuoju visatos laikotarpiu antimedžiaga nebuvo sunaikinta, o tiesiog paskirstyta po kosmosą, kur negalėjo sąveikauti su medžiaga.

Kitas sunkiausias antielementas, antilitis, teoriškai kambario temperatūroje galėtų suformuoti kietą antimedžiagą, tačiau tą padaryti bus daug sunkiau. RHIC komanda skaičiuoja, kad tokios antimedžiagos gavimo tikimybė prilygsta vienai milijoninei daliai tikimybės susidūrimų metu gauti antihelį. Tad šiuolaikiniams dalelių greitintuvams šis tikslas yra nepasiekiamas.