Антипротони в космічному випромінюванні
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Пошук антипротонів в первинному космічному випромінюванні важливий, зокрема, для вирішення питання, чи існує де-небудь антиречовина (в якій всі частинки замінені на відповідні античастинки), еквівалентна за масою речовині Всесвіту, або природа рішуче «воліла» речовину антиречовині.
Існування античастинок передбачив П. Дірак в 1928 році. У 1932 році К. Андерсон відкрив в космічних променях першу з них – позитрон (позитивний електрон). Минуло ще понад двадцять років, поки Е. Сегре, О. Чемберлен та інші на потужному для того часу прискорювачі протонів в Берклі (США) отримали антипротон (ядро антиводню). Ця робота була відзначена Нобелівською премією. Минуло ще двадцять років поки розвиток вимірювальної техніки досяг такого рівня, що стало можливо виявити антипротон в самій природі – в первинних космічних променях. Для вивчення складу космічних променів вчені стали запускати апаратуру на аеростатах, супутниках і космічних зондах, з тим, щоб вийти за щільний екран атмосфери.
Спеціальні емульсії, підняті на велику висоту, давали можливість реєструвати ядра і антиядра. Висновок: антиядер в космічних променях, принаймні, в кілька тисяч разів менше, ніж просто ядер. Значить, можна поручитися, що наша Галактика складається тільки з речовини, або. як кажуть фізики, зарядово несиметрична.
З 1972 року висотні аеростати стали піднімати магнітні спектрометри. Траєкторії заряджених космічних частинок відзначають в іскрових камерах яскравими треками. Магнітний спектрометр (вчені назвали його «Антип») впливає на частки, змушує їх траєкторії відхилятися. За характером таких відхилень можна визначити знак заряду частинки, її імпульс, розділити частки за швидкостями. Спеціальні заходи були прийняті, щоб не реєструвати частинки, що приходять до приладів із залишків атмосфери над приладом, частинки, що йдуть знизу (з боку Землі), а також частки, що народжуються внаслідок ядерних взаємодій в самій апаратурі.
А як же йде справа з проблемою зарядової симетрії Всесвіту? Антиядер важчих, ніж ядро антиводню (антипротон), як показали і попередні дослідження американських вчених, має бути принаймні ще в десять разів менше, ніж антипротонів. З цього можна зробити висновок, що ймовірність існування згустків антиречовини в нашій Галактиці мала. Що стосується інших галактик, то відповідь на це питання можуть дати спеціальні дослідження космічного випромінювання, що йде від них. Але це завдання поки пов’язане з величезними технічними труднощами.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.