Исследуются космические антипротоны
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
Антипротоны в космических лучах были открыты американскими учеными . Обнаруженные в этих экспериментах антипротоны имели энергию 2—5ГэВ и 4,7—11,6 ГэВ соответственно. Появление антипротонов в космическом излучении объяснялось ядерными взаимодействиями галактических космических лучей с межзвездной средой. По расчетам, поток антипротонов должен значительно уменьшиться при энергиях ниже 1 ГэВ.
Так американские исследователи А. Баффингтон, С. Шиндлер и К. Пеннипакер с помощью аппаратуры, установленной на баллонах, зарегистрировали антипротоны низких энергий. Отношение потока антипротонов к протонам в диапазоне энергий от 130 до 320 МэВ составило (2,2±0,6) -10-4, что лишь немного меньше величины, полученной для антипротонов высоких энергий. Таким образом, энергетический спектр антипротонов подобен спектру протонов вплоть до энергий порядка 190 МэВ.
Если считать, что антипротоны рождаются в результате взаимодействия космических лучей высоких энергий с межзвездным газом, то ожидаемый поток антипротонов в диапазоне энергий 130—320 МэВ должен быть, по крайней мере, в 100 раз меньше. Откуда же тогда берутся античастицы?
Ответить на этот вопрос нелегко. В настоящее время высказано несколько предположений. Так, источниками антипротонов могут быть реликтовые черные дыры, образовавшиеся на начальной стадии расширения Метагалактики. Масса реликтовых черных дыр порядка 1014 г, а их концентрация — около 104 в 1 пк3. Другие возможные источники антипротонов — «молодые» сверхновые или взрывающийся раз в 10-50 млн. лет источник в галактическом центре.
Антипротоны могут также рождаться при распаде «космических» антинейтронов, появление которых, как предсказывают разрабатываемые в настоящее время теории, обусловлено процессом осцилляции нейтрон — антинейтрон.
Таковы теоретические предположения. Что касается самого эксперимента, то он требует подтверждения. И хотя он был поставлен весьма корректно, что не дает оснований сомневаться в его справедливости, тем не менее, в ходе эксперимента было зарегистрировано всего… 14 антипротонов. Регистрация антипротонов низких энергий возможна при запусках баллонов только в полярных районах Земли, где магнитное поле нашей планеты «разрешает» таким частицам приближаться к поверхности Земли.