Впервые измерена сила взаимодействия частиц антиматерии

Участники коллаборации STAR, включающей исследователей из России, впервые смогли измерить силу взаимодействий между частицами антиматерии — антипротонами, то есть античастицами по отношению к протонам. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Эксперименты проводились на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC), который расположен в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. В ходе экспериментов в коллайдере происходит столкновение ионов золота, разогнанных до близких к световым скоростям, что позволяет сымитировать условия, в которых вещество находилось вскоре после Большого взрыва.

При анализе данных с RHIC ученые обнаружили следы сильного взаимодействия пары антипротонов. Сильное взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в физике. В нем участвуют кварки и глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами. Именно они удерживают атомы от распада на протоны и нейтроны, а элементарные частицы —от распада на кварки. Принято считать, что на ранних этапах развития Вселенной существовало единое сильное и электрослабое взаимодействие, из которого на инфляционной стадии (промежутка экспоненциального расширения) произошло выделение сильного взаимодействия.

Участники STAR пытались экспериментально выяснить, отличается ли сильное взаимодействие между антипротонами от сильного взаимодействия между протонами. Оказалось, что все параметры, включая силу взаимодействия антипротнов, идентичны. Таким образом, ученые поняли, что корни барионной асимметрии Вселенной — преобладания вещества над антивеществом в наблюдаемой Вселенной — надо искать иначе, например, посредством изучения других атомов антиматерии.