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大型ハドロン衝突型加速器は、反物質が移動する距離を決定しました

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新しいデータによると、反物質は非常に長い距離を移動できます。 天の川、その粒子が吸収される前。 この発見は、宇宙の総質量の約 85% を占めるが、光と相互作用しないため目に見えない謎の物質である暗黒物質を天文学者が探すのに役立つ可能性があります。

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) 研究グループの科学者は、反ヘリウム原子核を使用してこの発見に至りました。 これは、大型ハドロン衝突型加速器 (VAK)。 「直接吸収測定に基づく私たちの結果は、銀河の中心から到着した反ヘリウム3核が地球に近い空間に到達できることを初めて示しています」と科学者たちは声明で述べています。

反物質

この形の反物質は HAC などの粒子加速器で作成できますが、地球上には反物質核、つまり「反核」の自然発生源はありません。 しかし、これらの反粒子は天の川銀河の他の場所で自然に生成され、科学者はそれらの起源の XNUMX つの可能性のある源を支持しています。

反核の最初の推定源は、太陽系外からの高エネルギー宇宙線と、星間の空間を満たすいわゆる星間物質中の原子との相互作用です。 別の推定原因は粒子消滅です 暗黒物質、銀河全体に広がっています。

反物質

XNUMX つのシナリオは、暗黒物質粒子が衝突すると粒子に消滅し、その後、光物質と、電子や陽電子などの反物質粒子に崩壊することを示唆しています。 暗黒物質の消滅が実際に宇宙の反物質の源である場合、反物質は暗黒物質への道を示す可能性がある、と科学者たちは期待している.

ALICE チームは、HAC を使用して、イオン化または電子を剥ぎ取られた鉛原子を衝突させることにより、反物質の消失を調査しました。 次に、物理学者は、これらの衝突によって生成された反ヘリウム 3 核が、ALICE 検出器の形で通常の物質とどのように相互作用するかを測定しました。 この実験は、通常の物質と衝突したときに反ヘリウム3原子核が消滅する速度を初めて明らかにしました。

ALICE

コンピューター プログラムの助けを借りて、研究者は銀河を通る反粒子の伝播をモデル化し、このモデルに ALICE によって測定された消失率を入力しました。 このモデルにより、研究者は結果を銀河全体に外挿し、反核形成の XNUMX つの提案されたメカニズムを検討することができました。 あるモデルは、反物質が宇宙線と星間物質の衝突から生じたことを示唆し、別のモデルは、反物質は弱相互作用質量粒子 (WIMP) と呼ばれる暗黒物質の仮想的な形態に起因すると考えました。

これらのメカニズムのそれぞれについて、ALICE チームは、反ヘリウム 3 原子核の天の川の透明度、つまり、反ヘリウム 3 原子核が破壊または吸収される前に自由に移動できる距離を推定しました。 これらのモデルは、暗黒物質モデルで約 50% の透明度を示し、宇宙線衝突モデルで 25% から 90% の範囲の透明度を示しました。

反物質

これらの値は、両方のプロセスの結果として形成される抗ヘリウム-3核が長距離を移動できることを示しています-最大数 キロパーセクであり、3300 キロパーセクは約 30 光年に相当します。 ちなみに、NASAによると、天の川の直径は約XNUMXキロパーセクです。

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