Вокруг Земли впервые обнаружен пояс антиматерии
Вокруг нашей планеты ученые впервые заметили тонкий пояс частиц антиматерии - антипротонов.
Это открытие, о котором сообщается в издании Astrophysical Journal Letters, подтвердило теорию о том, что магнитное поле Земли способно притягивать антиматерию.
Слой антипротонов, как обнаружили астрофизики, находится между поясами Ван Аллена - двумя кольцеобразными зонами, окружающими планету и удерживающими обычные частицы материи под воздействием магнитных полей Земли.
Антипротоны были обнаружены с помощью спектрографа PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Аstrophysics) - научной аппаратуры для поиска антиматерии и изучения астрофизики легких ядер. Его начали использовать в 2006 году для изучения природы античастиц космических лучей и частиц в широком диапазоне энергий.
Одной из целей PAMELA было обнаружить среди большого числа частиц обычной материи - таких, как протоны и ядра атомов гелия - небольшое число частиц антиматерии.
В статье, содержание которой пересказывает BBC, говорится, что когда PAMELA проходила через район, называемый Южно-Атлантической аномалией, где радиационные пояса Земли находятся ближе всего к ее поверхности, прибор фиксировал в несколько тысяч раз больше антипротонов, чем можно было бы ожидать при обычном распаде частиц или из других космических источников.
Наша планета находится под постоянным "обстрелом" потоков элементарных частиц из космического пространства - космических лучей. Сталкиваясь с частицами в верхних слоях земной атмосферы, эти лучи образуют "дождь" из дочерних частиц. Многие частицы космических лучей или подобные дочерние частицы захватываются поясами Ван Аллена.
По словам исследователей, это доказывает, что пояса антипротонов, аналогичные поясам Ван Аллена, удерживают частицы антиматерии вокруг Земли, по крайней мере, до того момента, когда они сталкиваются в атмосфере с частицами нормальной материи и при этом взаимно уничтожают друг друга.
Пояса Ван Аллена являются самым мощным источником антипротонов вблизи Земли, рассказал один из руководителей проекта Алессандро Бруно из университета Бари в Италии. "Попавшие в пояс антипротоны могут исчезнуть при взаимодействии с составляющими атмосферными частицами, особенно на малой высоте, где частицы нейтрализуют друг друга", - пояснил он в интервью.
"На высоте свыше нескольких сот километров уровень этих потерь существенно ниже, и таким образом, там скапливается большое число антипротонов", - добавил ученый.
По мнению исследователей, там может находиться настолько большое число антипротонов, что в будущем антиматерию можно будет использовать в качестве топлива для космических кораблей. Такая возможность рассматривается, в частности, в отчете Института NASA по изучению передовых концепций.
Ранее физикам, работающим в Европейском центре ядерных исследований (CERN) в Швейцарии (где расположен крупнейший в мире ускоритель частиц - Большой адронный коллайдер), удалось получить и на целых 16 минут удержать антиматерию. Подобные успехи стали регулярными, что позволило ученым надеяться, что скоро можно будет приступить к экспериментам над ней.
Антиматрия является одной из главных загадок Вселенной. Физики исходит из того, что каждая элементарная частица - протон, электрон, нейтрон и множество экзотических частиц - имеют зеркальное отражение в виде античастиц. Например, у электрона такой античастицей является позитрон. Атом антиматерии обладает той же массой, что и обычный атом, которому он соответствует, но несет противоположный заряд.
Согласно теории Большого взрыва, создавшего Вселенную 13 миллиардов лет назад, он произвел равное количество материи и антиматерии, однако последняя исчезла. Если бы вещество и антивещество сохранились в равных количествах, это привело бы к их взаимному уничтожению, и не существовало бы ничего - ни звезд, ни планет, включая Землю и ее обитателей.
Ученые занимаются поиском антиматерии, чтобы объяснить ту самую асимметрию, благодаря которой мы существуем, найти ее источник и объяснить развитие Вселенной.
|
