Міжнародна команда вчених-фізиків уперше точно виміряла силу взаємодії антипротонів – частинок антиматерії. У ході експериментів на американському колайдері RHIC дослідники розігнали іони золота до швидкості, близької до світлової. Таким чином їм вдалося дізнатися, в чому коріння баріонної асиметрії Всесвіту.
Результати дослідження опубліковані в журналі Nature. Експерименти проводилися на релятивістському колайдері важких іонів (RHIC), який розташований в Брукхейвенській національній лабораторії в США. У дослідженні брала участь міжнародна команда фізиків. У колайдері RHIC стикаються розігнані майже до світлових швидкостей іони золота. В результаті цих зіткнень на дуже короткий час створюються умови, в яких знаходилася речовина через миті після Великого вибуху.
Як прийнято вважати сьогодні, в момент народження Всесвіту частинки і античастинки повинні були з’являтися в рівних кількостях. Однак зараз антиматерії у Всесвіті немає. Вчені сподіваються з’ясувати, в чому причина цієї асиметрії. При аналізі даних з RHIC вони виявили сліди сильної взаємодії пари антипротонів.
Сильна взаємодія – одне з чотирьох фундаментальних взаємодій у фізиці. У ньому беруть участь кварки, глюони і складені з них частинки, які звуть адронами. Саме вони утримують атоми від розпаду на протони і нейтрони, а елементарні частинки – від розпаду на кварки. Прийнято вважати, що на ранніх етапах розвитку Всесвіту існувала єдина сильна і електрослабка взаємодія, з якої на інфляційній стадії (у проміжку експоненціального розширення) відбулося виділення сильної взаємодії.
Фізиків цікавило, в чому причина відсутності антиматерії у Всесвіті і чи не може вона критися в тому, що характер сильних взаємодій між її частками може небагато, але відрізнятися від того, як взаємодіють один з одним протони, нейтрони та інші мешканці мікросвіту матерії. Виявилося, що всі параметри, включаючи силу взаємодії антипротонів, ідентичні. «Вони зробили дуже важкий вимір», – говорить фізик Вільям Гіббс з державного університету Нью-Мехіко.
Все це, як пояснюють учені, говорить про те, що коріння баріонної асиметрії Всесвіту – переважання речовини над антиречовиною в спостережуваному Всесвіті – слід шукати в якомусь іншому місці. Тепер фізики можуть приступити до серйозного вивчення складних ядер атомів антиматерії – антидейтерія, антитрітія, антигелію-3 і 4, отриманих на тому ж RHIC.