Антипротоны в космическом излучении
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Поиск антипротонов в первичном космическом излучении важен, в частности, для решения вопроса, существует ли где-либо антивещество (в котором все частицы заменены на соответствующие античастицы), эквивалентное по массе веществу Вселенной, или природа решительно «предпочла» вещество антивеществу.
Существование античастиц предсказал П. Дирак в 1928 году. В 1932 году К. Андерсон открыл в космических лучах первую из них — позитрон (положительный электрон). Прошло еще более двадцати лет, пока Э. Сегре, О. Чемберлен и другие на мощном потому времени ускорителе протонов в Беркли (США) получили антипротон (ядро антиводорода). Эта работа была отмечена Нобелевской премией. Прошло еще двадцать лет пока развитие измерительной техники достигло такого уровня, что стало возможно обнаружить антипротоны в самой природе — в первичных космических лучах. Для изучения состава космических лучей ученые стали запускать аппаратуру на аэростатах, спутниках и космических зондах, с тем, чтобы выйти за плотный экран атмосферы.
Специальные эмульсии, поднятые на большую высоту, давали возможность регистрировать ядра и антиядра. Вывод: антиядер в космических лучах, по крайней мере, в несколько тысяч раз меньше, чем ядер просто. Значит, можно поручиться, что наша Галактика состоит только из вещества, или. как говорят физики, зарядово нессимметрична.
С 1972 года высотные аэростаты стали поднимать магнитные спектрометры. Траектории заряженных космических частиц отмечают в искровых камерах яркими треками. Магнитный спектрометр (ученые назвали его «Антип») воздействует на частицы, заставляет их траектории отклоняться. По характеру таких отклонений можно определить знак заряда частицы, ее импульс, разделить частицы по скоростям. Специальные меры были приняты, чтобы не регистрировать частицы, приходящие к приборам из остатков атмосферы над прибором, частицы, идущие снизу (со стороны Земли), а также частицы, рождающиеся вследствие ядерных взаимодействий в самой аппаратуре.
А как же обстоит дело с проблемой зарядовой симметрии Вселенной? Антиядер более тяжелых, чем ядро антиводорода (антипротон), как показали и предыдущие исследования американских ученых, должно быть по крайней мере еще в десять раз меньше, чем антипротонов. Из этого можно сделать заключение, что вероятность существования сгустков антивещества в нашей Галактике мала. Что касается других галактик, то ответ на этот вопрос могут дать специальные исследования идущего от них космического излучения. Но эта задача пока сопряжена с огромными техническими трудностями.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.