Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Nad Antarktidoi lovyat antiveshestvo
3.01.2005 17:52 | Mariya Hohlova/scientific.ru

Novyi eksperiment po obnaruzheniyu antiveshestva v kosmicheskih luchah provodyat yaponskie uchenye sovmestno so svoimi amerikanskimi kollegami. 13 dekabrya 2004 goda nad Antarktidoi zapushen vysotnyi aerostat so sverhprovodyashim spektrometrom BESS-Polar. Uchenye nadeyutsya naiti dokazatel'stva sushestvovaniya "pervichnyh" chernyh dyr i "barionnoi simmetrii" (ravnogo kolichestva veshestva i antiveshestva vo Vselennoi).

Napomnim: antiveshestvo – eto materiya, sostoyashaya iz antichastic. Chasticy i antichasticy imeyut odinakovuyu massu, vremya zhizni, spin, no razlichayutsya znakami vseh zaryadov: elektricheskogo, barionnogo, leptonnogo i t. d. Eto sleduet iz obshih principov kvantovoi teorii polya i podtverzhdaetsya nadezhnymi eksperimental'nymi dannymi. Mnogie antichasticy udalos' poluchit' v laboratornyh usloviyah, odnako naibol'shii interes predstavlyaet obnaruzhenie antichastic v kosmicheskih luchah. Mnogochislennye varianty teorii Bol'shogo Vzryva utverzhdayut, chto pervonachal'no dolzhno bylo vozniknut' ravnoe kolichestvo materii i antimaterii. Odnako seichas nablyudaetsya yavnaya asimmetriya mira v storonu "prostoi" materii. V chastnosti, v potoke chastic, priletayushih k nam iz kosmosa, byli obnaruzheny yadra pochti vseh elementov tablicy Mendeleeva, odnako do sih por ne zaregistrirovano antiyader. Obnaruzhenie yader antigeliya stalo by ser'ezneishim argumentom v pol'zu sushestvovaniya galaktik, sostoyashih iz antiveshestva. Delo v tom, chto veroyatnost' sozdat' antigelii za schet stolknoveniya protonov kosmicheskih luchei s veshestvom mezhzvezdnogo gaza prenebrezhimo mala. V to zhe vremya esli sushestvuyut antizvezdy, to v nih antivodorod dolzhen peregorat' v antigelii, a zatem v antiuglerod. Poetomu poisk antigeliya yavlyaetsya odnoi iz osnovnyh zadach BESS-Polar.
[Ot redakcii Scientific.ru: Nalichie galaktik iz antiveshestva prakticheski isklyucheno, tak kak ne nablyudaetsya gamma-izluchenie, kotoroe neizbezhno dolzhno rozhdat'sya pri annigilyacii chastic mezhgalakticheskogo gaza, popadayushego v takie galaktiki.]

Eksperiment yavlyaetsya chast'yu proekta BESS (Balloon-borne Experiment with a Superconducting Spectrometer - Eksperiment po podnyatiyu na aerostate sverhprovodyashego spektrometra). Eto sotrudnichestvo yaponskih i amerikanskih uchenyh iz organizacii KEK, Universiteta Tokio, Universiteta Kobe, Instituta kosmicheskih nauk i astronavtiki yaponskogo Agentstva kosmicheskih issledovanii, NASA i Universiteta shtata Merilend.

Ris. 1. Nadduv aerostata BESS.

Krome aerogelevogo cherenkovskogo schetchika, vpervye vklyuchennogo v ustanovku, BESS-Polar imeet i druguyu vysokochuvstvitel'nuyu apparaturu, v chastnosti dlya izmereniya nizkoenergeticheskih antiprotonov. Eti chasticy byli vpervye obnaruzheny v kosmicheskih luchah v 1979 godu. Slozhnost' ih registracii sostoit v tom, chto oni namnogo sil'nee vzaimodeistvuyut s veshestvom, chem drugie, obnaruzhennye ranee antichasticy. Antiprotony iz kosmosa ne uspevayut doiti do poverhnosti Zemli, oni annigiliruyut uzhe v samyh verhnih sloyah atmosfery. Chtoby obnaruzhit' antiproton v kosmicheskih luchah, nado podnyat' detektor kak mozhno vyshe v razrezhennye sloi atmosfery. V svyazi s etim, vse eksperimenty po poisku antichastic v kosmicheskih luchah byli vypolneny na aerostatah. Nizkoenergeticheskie antiprotony - unikal'nyi zond dlya izucheniya elementarnyh chastic rannei Vselennoi, poskol'ku oni s bol'shoi veroyatnost'yu mogli byt' sozdany "isparyayushimisya" chernymi dyrami v rezul'tate processa, predskazannogo Stivenom Hokingom, professorom Kembridzhskogo universiteta, no poka eshe ne podtverzhdennogo eksperimental'no. Takie antiprotony mogli by dohodit' do nas ot drevneishih ("pervichnyh") mikroskopicheskih chernyh dyr, vozmozhno voznikshih vskore posle Bol'shogo vzryva. Obnaruzhenie etih antiprotonov (pri sovpadenii ih raspredeleniya po energii s teoreticheskimi predskazaniyami) posluzhilo by dokazatel'stvom istinnosti teorii Hokinga.

Ris. 2. Zapusk BESS.

Tret'ei osnovnoi cel'yu proekta BESS yavlyayutsya tochnye kolichestvennye izmereniya legkih elementov v kosmicheskih luchah. Eti dannye vazhny kak dlya ponimaniya fiziki rasprostraneniya kosmicheskih luchei, tak i dlya ocenki vnosimogo imi vklada v atmosfernye potoki neitrino.

BESS-Polar podnyalsya na vysotu 39 kilometrov nedaleko ot amerikanskoi stancii Mak-Merdo i za 8 dnei obletel na etoi vysote Yuzhnyi polyus. Antarktida byla vybrana ne sluchaino. "Magnitnoe pole Zemli zashishaet nas ot antiprotonov i ot kosmicheskih potokov drugih chastic. Linii magnitnogo polya otnosyat chasticy k polyusam Zemli, i koncentraciya nizkoenergeticheskogo kosmicheskogo izlucheniya, prohodyashego cherez zemnuyu atmosferu, zdes' vyshe" - govorit glavnyi ispytatel' Centra kosmicheskih poletov Goddarda (NASA) doktor Dzhon Mitchel. Krome togo, Antarktida udobna dlya zapuska aerostatov, tak kak postoyannyi dnevnoi svet i otsutstvie ser'eznyh ezhesutochnyh kolebanii temperatury oblegchaet obespechenie postoyannoi vysoty poleta.

Eto pervyi polet BESS-Polar. S 1993 goda po 2002 proekt BESS provodil ezhegodnye polety na severe Kanady, odnako prodolzhitel'nost' ih sostavlyala vsego odin den'. Byli poimany milliony chastic kosmicheskih luchei i neskol'ko tysyach nizkoenergeticheskih antiprotonov, no dlya statistiki i dal'neishih vyvodov etogo eshe ochen' malo. Novyi spektrometr vneshne napominaet predydushie versii BESS, odnako osnashen ul'tratonkim magnitom i skomponovan tak, chtoby registrirovat' antiprotony s samoi nizkoi energiei. Predpolagalos', chto polet budet prodolzhat'sya bolee 10 dnei, odnako 21 dekabrya BESS-Polar byl vozvrashen na zemlyu. Sleduyushii zapusk planiruetsya provesti tak zhe v period minimal'noi solnechnoi aktivnosti, v 2007 godu.

Istochniki: Bess - Information Page, KEK - Press Release.

Publikacii s klyuchevymi slovami: kosmicheskie luchi - antichasticy - antiveshestvo Publikacii so slovami: kosmicheskie luchi - antichasticy - antiveshestvo
Sm. takzhe: Chastica s vysokoi energiei stalkivaetsya s Zemlei Kosmicheskie luchi iz Minnesoty Vnutri detektora antineitrino v Daiya Bei Kosmicheskie luchi na Voyadzhere-1 Teleskop H.E.S.S. II PAMELA: slishkom mnogo pozitiva Ne temnaya li eto materiya nasledila? Vse publikacii na tu zhe temu >>