νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Σύγχρονης Φυσικής, την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών και άλλα ιδρύματα συμμετείχαν στη διεθνή συλλογική πειραματική έρευνα RHIC-STAR.Ένας νέος υπερπυρήνας αντιύλης, το αντιυπερυδρογόνο-4, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά σε μια σχετικιστική σύγκρουση βαρέων ιόντων χρυσού-χρυσού. Αυτός είναι ο βαρύτερος υπερπυρήνας αντιύλης που έχει ανακαλυφθεί πειραματικά μέχρι σήμερα. Στις 21 Αυγούστου δημοσιεύτηκαν σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα στο Nature.

Οι τρέχουσες γνώσεις της φυσικής πιστεύουν ότι οι ιδιότητες της ύλης και της αντιύλης είναι συμμετρικές και ότι ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης θα έπρεπε να υπήρχαν στην αρχή του σύμπαντος. Ευτυχώς, ένας μυστηριώδης φυσικός μηχανισμός προκάλεσε την ασυμμετρία στην πολύ μικρή ποσότητα της ύλης και της αντιύλης στο πρώιμο σύμπαν γίνει η βάση για τη γέννηση και την ύπαρξη του ανθρώπινου πολιτισμού. Τι προκαλεί τη διαφορά στην ποσότητα της ύλης και της αντιύλης στο σύμπαν; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, μια σημαντική ιδέα είναι η δημιουργία νέας αντιύλης στο εργαστήριο και η μελέτη των ιδιοτήτων τους.

Η αντιύλη είναι πολύ σπάνια και οι πυρήνες αντιύλης και οι υπερπυρήνες αντιύλης (δηλαδή, πυρήνες που περιέχουν υπερόνια όπως το Λάμδα) που σχηματίζονται από τον περαιτέρω συνδυασμό πολλών αντιβαρυονίων είναι ακόμη πιο δύσκολο να παραχθούν. Εφόσον η «λύση αρνητικής ενέργειας» της εξίσωσης του Ντιράκ προέβλεψε την ύπαρξη αντιύλης το 1928,Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει μόνο 6 τύπους πυρήνων αντιύλης (υπερ) τον περασμένο αιώνα。

Το αντι-υπερυδρογόνο-4 που ανακαλύφθηκε αυτή τη φορά παρήχθη σε ένα σχετικιστικό πείραμα σύγκρουσης βαρέων ιόντων. Ο Σχετικιστικός Επιταχυντής Βαρέων Ιόντων στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στις Ηνωμένες Πολιτείες μπορεί να επιταχύνει δέσμες βαρέων ιόντων σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός και να τις συγκρούσει, προσομοιώνοντας την κατάσταση της Μεγάλης Έκρηξης στο πρώιμο σύμπαν στο εργαστήριο. Αυτή η σύγκρουση μπορεί να δημιουργήσει μια βολίδα υψηλής θερμοκρασίας πολλών τρισεκατομμυρίων μοιρών, που περιέχει σχεδόν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Η βολίδα επεκτάθηκε και ψύχθηκε γρήγορα, δίνοντας σε κάποια αντιύλη την ευκαιρία να ξεφύγει από τη μοίρα της εκμηδένισης με θετική ύλη, και παρατηρήθηκε από τον πειραματικό ανιχνευτή STAR που περιφέρεται γύρω από το σημείο της σύγκρουσης.

Το αντιυπερυδρογόνο-4 αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο, δύο αντινετρόνια και ένα αντιυπερόνιο. Επειδή περιέχει ασταθή υπερόνια αντι-Λάμδα, το anti-H-4 αποσυντίθεται μετά από λίγα μόλις εκατοστά πτήσης.Η μελέτη ανέλυσε πειραματικά δεδομένα από περίπου 6,6 δισεκατομμύρια συμβάντα βαρέων ιόντων σύγκρουσης, που παράγουν αντιήλιο-4 και π μέσω της διάσπασης⁺Το μεσόνιο ανακατασκεύασε αντίστροφα το anti-superhydrogen-4 και έλαβε περίπου 16 σήματα anti-superhydrogen-4.。

▲Antihelium-4 και π⁺Σήμα αντιυπερυδρογόνου-4 σε φάσμα σταθερής μάζας μεσονίου

Η ομάδα μέτρησε επίσης τη διάρκεια ζωής του anti-H-4 και το συνέκρινε με το αντίστοιχο του, το ποζιτρόνιο-4. Η έρευνα δείχνει ότι δεν υπάρχει σημαντική διαφορά στη διάρκεια ζωής των δύο εντός του εύρους ακρίβειας μέτρησης.Για άλλη μια φορά επαλήθευσε τη συμμετρία των ιδιοτήτων της ύλης και της αντιύλης。

Το Antihyperhydrogen-4 είναι ο βαρύτερος υπερπυρήνας αντιύλης που έχει παρατηρηθεί αυτή τη στιγμή από επιστήμονες.. Η ανακάλυψη και η μελέτη των ιδιοτήτων του επέτρεψαν στους επιστήμονες να κάνουν ένα σημαντικό βήμα στην εξερεύνηση της αντιύλης και της συμμετρίας ύλης και αντιύλης.

▲ Η βαριά σύγκρουση ιόντων παράγει αντιύλη υπερυδρογόνο-4

Το STAR είναι μια μεγάλης κλίμακας διεθνής πειραματική ομάδα συνεργασίας για το RHIC, που αποτελείται από περισσότερους από 700 ερευνητές από 74 μονάδες σε 14 χώρες.

Επικεφαλής της εργασίας ήταν η ομάδα του Qiu Hao, ερευνητή στο Ινστιτούτο Σύγχρονης Φυσικής. Η επιστημονική ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας έχει συνεισφέρει στην τεχνολογία ανακατασκευής σωματιδίων διάσπασης και στους υπολογισμούς απόδοσης. Η ερευνητική εργασία υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Στρατηγικό Πρόγραμμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Στρατηγικής Προτεραιότητας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και τη σταθερή υποστήριξη της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών για το σχέδιο βασικής ερευνητικής ομάδας νέων.