Volgens nieuwe gegevens kan antimaterie enorme afstanden afleggen Melkweg, voordat de deeltjes worden geabsorbeerd. De ontdekking zou astronomen kunnen helpen bij het zoeken naar donkere materie, een mysterieuze substantie die ongeveer 85% van de totale massa van het universum uitmaakt, maar onzichtbaar blijft omdat het geen interactie heeft met licht.
Wetenschappers van de onderzoeksgroep ALICE (A Large Ion Collider Experiment) kwamen tot deze ontdekking met behulp van antiheliumkernen. Dit is het antimaterie-equivalent van heliumkernen, die worden gevormd tijdens botsingen van atoomkernen bij de Large Hadron Collider (VAK). "Onze resultaten, gebaseerd op directe absorptiemetingen, laten voor het eerst zien dat antihelium-3-kernen die vanuit het centrum van onze melkweg aankomen, de ruimte nabij de aarde kunnen bereiken", aldus de wetenschappers in een verklaring.
Hoewel deze vorm van antimaterie kan worden gecreëerd in deeltjesversnellers zoals HAC, zijn er geen natuurlijke bronnen van antimateriekernen of "antinuclei" op aarde. Deze antideeltjes worden echter op natuurlijke wijze elders in de Melkweg geproduceerd, waarbij wetenschappers de voorkeur geven aan twee mogelijke bronnen van hun oorsprong.
De eerste vermoedelijke bron van antinuclei is de interactie van hoogenergetische kosmische straling van buiten het zonnestelsel met atomen in het zogenaamde interstellaire medium, dat de ruimte tussen sterren vult. Een andere vermeende bron is deeltjesvernietiging donkere materie, die verspreid zijn over de melkweg.
Eén scenario suggereert dat wanneer donkere materiedeeltjes botsen, ze annihileren tot deeltjes, die vervolgens vervallen tot lichte materie en antimateriedeeltjes zoals elektronen en positronen. Als de vernietiging van donkere materie inderdaad de bron is van antimaterie in het universum, zou antimaterie de weg kunnen wijzen naar donkere materie, hopen wetenschappers.
Het ALICE-team onderzocht de verdwijning van antimaterie door HAC te gebruiken om loodatomen te laten botsen die waren geïoniseerd of ontdaan van elektronen. Natuurkundigen hebben vervolgens gemeten hoe de antihelium-3-kernen die door deze botsingen zijn ontstaan, interageren met gewone materie in de vorm van de ALICE-detector. Het experiment onthulde voor het eerst de snelheid waarmee antihelium-3-kernen verdwijnen wanneer ze botsen met gewone materie.
Met behulp van een computerprogramma modelleerden de onderzoekers de voortplanting van antideeltjes door de melkweg en voerden in dit model de verdwijningssnelheid in die door ALICE werd gemeten. Met dit model konden de onderzoekers hun resultaten extrapoleren naar de melkweg als geheel, en ook twee voorgestelde mechanismen voor de vorming van antinuclei overwegen. Eén model suggereerde dat de antimaterie afkomstig was van botsingen van kosmische straling met het interstellaire medium, terwijl een ander model de antimaterie toeschreef aan een hypothetische vorm van donkere materie genaamd Weakly Interacting Massive Particles (WIMP's).
Voor elk van deze mechanismen schatte het ALICE-team de transparantie van de Melkweg voor antihelium-3-kernen, dat wil zeggen de afstand die antihelium-3-kernen vrij kunnen afleggen voordat ze worden vernietigd of geabsorbeerd. De modellen vertoonden een transparantie van ongeveer 50% in het donkere materiemodel en een transparantie variërend van 25% tot 90% in het kosmische stralingsbotsingsmodel.
Deze waarden laten zien dat antihelium-3-kernen, die als resultaat van beide processen worden gevormd, lange afstanden kunnen afleggen - tot meerdere kiloparsecs, en elke kiloparsec is gelijk aan ongeveer 3300 lichtjaar. Trouwens, de diameter van de Melkweg is volgens NASA ongeveer 30 kiloparsec.
U kunt Oekraïne helpen vechten tegen de Russische indringers. De beste manier om dit te doen is door geld te doneren aan de strijdkrachten van Oekraïne via Red het leven of via de officiële pagina NBU.
Ook interessant: