В ЮФУ приблизились к пониманию происхождения антигелия в космосе
Ученые НИИ физики ЮФУ предложили формализм, описывающий эволюцию больших областей антивещества во Вселенной с преобладанием вещества. Такой подход позволит определить параметры, на которых основывается современная теория строения и эволюции Вселенной, и предсказать свойства небесных тел из антивещества в Галактике — источников антигелия в космических лучах.
В физике микромира все заряженные частицы имеют античастицы с электрическим зарядом, противоположным их собственному. Так, античастицей электрона, который имеет заряд -1, является позитрон с зарядом +1. Анти-частичный аналог имеют и обычные формы вещества. Например, в антимире ядро гелия состоит из антипротонов и антинейтронов, вместо протонов и нейтронов. При этом ядерные и электромагнитные свойства мира и антимира строго симметричны. Казалось бы, симметрия мира и антимира должна была бы приводить к их сосуществованию во Вселенной, но на их границе происходила бы аннигиляция вещества и антивещества, при которой половина их энергии покоя превращается в жесткое гамма-излучение. Измерения космического гамма-фона исключают поэтому сопоставимое количество вещества и антивещества во Вселенной.
Это наблюдаемое преобладание вещества над антивеществом, известное как барионная асимметрия Вселенной, современная космология объясняет механизмом бариосинтеза — образованием избытка вещества в ранней Вселенной за счет отличия слабых и сверх-слабых взаимодействий частиц и античастиц.
Однако, если бариосинтез сильно неоднороден, макроскопические области с избытком антивещества могут быть созданы в ходе того же процесса, в результате которого возникает избыток вещества во Вселенной. Эта «экзотическая» возможность существования первичных объектов из антивещества в нашей галактике, выявленная в космомикрофизических исследованиях профессора, доктора физико-математических наук, главного научного сотрудника НИИ физики ЮФУ Максима Хлопова дала теоретические основания и стимулировала поиск ядер антигелия в космических лучах в эксперименте AMS02. На семинаре ЦЕРН 8 июня 2023 года руководителем этого эксперимента, лауреатом Нобелевской премии Сэмюэлем Тингом были представлены первые указания на подтверждение такой возможности.
На семинаре Тинг презентовал последние результаты уникального международного эксперимента AMS02 по точному определению состава и спектра космических лучей на Международной космической станции. Особую роль в его экспериментальной установке играет магнитный спектрометр, который позволяет измерить не только массу и энергию заряженных частиц, но и знак их заряда, так как частицы с зарядом противоположного знака отклоняются в магнитном поле установки в разные стороны.
Эксперимент уже открыл целый ряд новых явлений физики космических лучей и в том числе показал событие, отвечающее регистрации прохождения в установке ядра антигелия. До сих пор считалось, что компонента антигелия не должна наблюдаться в космических лучах, поскольку ее ожидаемый поток от естественных астрофизических источников предсказывается в миллионы раз меньше, чем был зарегистрирован в эксперименте AMS02.
В то же время, развивая отечественные исследования о возможности существования макроскопических объектов из антивещества, ученые Научно-исследовательского института физики ЮФУ разработали формализм описания эволюции структуры доменов антивещества в окружении вещества.
Новый формализм учитывает эволюцию областей антивещества и аннигиляцию с веществом, происходящую на их границах. «С помощью нашего метода можно изучать структуры указанных областей, включая области очень высокой и сверхвысокой плотности антивещества, а также выводить уравнения, описывающие их эволюцию в расширяющейся Вселенной», – указал профессор Максим Хлопов.
Этот метод будет использоваться для разработки космологических сценариев, которые будут связывать процессы, происходящие в очень ранней Вселенной, с предсказанными формами и свойствами макроскопической компоненты антиматерии, присутствующей в нашей галактике. По словам профессора, результаты исследования позволят связать классы моделей физики, привлекаемые современной космологией для описания структуры и эволюции Вселенной с предсказанием форм макроскопического антивещества в Галактике, которые могли бы объяснить источник антигелия в космических лучах.
«В контексте наших исследований подтверждение существования космического антигелия в эксперименте АМS02 позволит определить с астрономической точностью параметры моделей новой физики, лежащих в основе современной теории Вселенной», — отметил Максим Хлопов. Может ли отмеченная С. Тингом регистрация прохождения в установке ядра антигелия быть вызвана неправильной траекторией одного из зарегистрированных десятков миллионов ядер гелия? По словам Тинга на семинаре ЦЕРН, исследователи исключили любую фоновую интерпретацию этого события. Они также планируют провести дополнительные исследования в ближайшие годы, прежде чем официально объявить об открытии космического антигелия.
«Мы считаем, что это время можно использовать для всестороннего анализа ожидаемых результатов с целью решения проблем космомикрофизики. Наша работа нацелена на установление логической цепочки образования доменов антивещества в ранней Вселенной через их эволюцию в окружающем веществе и определение возможных форм небесных тел из антивещества в нашей Галактике — источников космического антигелия», — дополнил Максим Хлопов. Результаты исследования, проводимого в лаборатории космомикрофизики НИИ Физики ЮФУ при финансовой поддержке Минобрнауки России изложены в журнале Galaxies.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно