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 Ученые выяснили, что младенцы древних предков человека рождались столь же несамостоятельными, как современные новорожденные. Изучение древних черепов показало, что уход за практически беспомощным потомством имел место сотни тысяч лет назад.
Геофизики обнаружили огромный резервуар свежей магмы под затонувшим японским супервулканом Кикай — виновником самого мощного извержения за последние 10 тысяч лет. Данные показали, что супервулканы способны «перезаряжаться» после катастрофических взрывов гораздо быстрее, чем считалось ранее.
Коллектив физиков-теоретиков из МФТИ обратился к одному из самых старых и упрямых сюжетов квантовой физики — парадоксу Клейна. Им удалось показать, что электрический ток, который сильное поле «выманивает» из пустоты, определяется тем, что именно называть частицами.
Бывшие сотрудники NASA констатировали, что последнее видео испытаний крупнейшего космического корабля в истории снова показало проблемы и ограничения его теплового щита. С их точки зрения, любая из существующих технологий такого типа слишком сложна для реализации замысла Илона Маска о быстрой и безремонтной многоразовости Starship.
Американские ученые установили, что привычка регулярно пить кофе значительно снижает риск развития цирроза, рака печени и печеночных патологий. Новые данные помогают объяснить биохимические механизмы, стоящие за защитным эффектом этого напитка.
Ученые из Сколтеха (группа ВЭБ.РФ) и их коллеги из Университета ИТМО и НИУ ВШЭ впервые продемонстрировали прямую электрическую накачку поляритонного лазера на основе галогенидного перовскитного микрокристалла, полученного из раствора. Результаты исследования представляют собой решение давней проблемы физики полупроводников и оптоэлектроники, которая десятилетиями оставалась препятствием на пути к решению технологической задачи: создать недорогие неэпитаксиальные лазерные диоды, работающие под непрерывным электрическим током. Такие устройства найдут применение в оптических сенсорах и спектроскопии, высокоскоростных вычислениях и энергоэффективных нейроморфных компьютерах.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.
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