• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.12.2025, 20:04
Evgenia Vavilova
1,7 тыс

Легкие атомные ядра оказались избавлены от воздействия экстремально высоких температур в БАК

❋ 5.0

Физики не понимали, как легкие ядра не разрывает экстремально высокими температурами. Оказалось, что они образуются не в самом сердце столкновения.

Иллюстрация образования дейтронов во время высокоэнергетических столкновений на БАК. Дельта-частица, образовавшаяся при столкновении, распадается на протон и пион. Протон проходит через термоядерную реакцию с нейтроном, и формируется дейтрон / © CERN
Иллюстрация образования дейтронов во время высокоэнергетических столкновений на БАК. Дельта-частица, образовавшаяся при столкновении, распадается на протон и пион. Протон проходит через термоядерную реакцию с нейтроном, и формируется дейтрон / © CERN

Во время столкновения частиц в объеме Большого адронного коллайдера (БАК) могут создаваться температуры, в 100 тысяч раз превышающие температуру в центре Солнца. Они настолько высоки, что должны разрывать связи в ядрах атомов.

Тем не менее легкие атомные ядра и их «двойники» из антиматерии выходят из области столкновений целыми. Физики до сих пор не знали, как это возможно. Коллаборация ALICE составила описание происходящих с легкими ядрами процессов на основе экспериментальных данных. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.

Исследователи ALICE изучали дейтроны (связанные протон и нейтрон, ядро атома дейтерия) и антидейтроны (антипротон и антинейтрон), родившиеся во время высокоэнергетических столкновений протонов на БАК. Они обнаружили свидетельства того, что почти 90 процентов дейтронов и антидейтронов образовались не напрямую в столкновениях, а в результате последующего ядерного синтеза из частиц, рожденных в столкновении. Одна из образующих дейтрон частиц появлялась при распаде короткоживущей частицы.

Участники коллаборации измерили импульсы дейтронов и пионов — частиц, состоящих из кварк-антикварковой пары. Они обнаружили корреляцию между импульсами пионов и дейтронов: это указывает на то, что пион и один из элементов дейтрона (протон или нейтрон) на самом деле появились вследствие распада короткоживущей частицы.

Эта короткоживущая частица, дельта-резонанс (Δ-резонанс), распадается примерно за одну триллионную долю триллионной доли секунды на пион и нуклон (либо протон, либо нейтрон). Затем нуклон может слиться с другими соседними нуклонами с образованием легких ядер, таких как дейтрон.

Этот ядерный синтез происходит на небольшом расстоянии от точки столкновения, в более холодной среде, что дает свежесозданным ядрам гораздо больше шансов на выживание. Эти результаты наблюдали как для частиц, так и для античастиц. На основе этого физики сделали вывод, что один и тот же механизм управляет формированием дейтронов и антидейтронов.

«Эти результаты представляют собой веху в нашей области исследований. Они восполняют пробел в нашем понимании того, как ядра формируются из кварков и глюонов, и дают важный материал для следующего поколения теоретических моделей в физике», — рассказал Марко ван Левен (Marco van Leeuwen), представитель эксперимента ALICE.

Открытие ученых может быть важным для астрофизики и космологии. Легкие ядра и антиядра образуются при взаимодействиях космических лучей с межзвездной средой, а также могут создаваться в процессах с участием темной материи.

Новые данные эксперимента ALICE дают экспериментальную основу для моделирования формирования легких ядер в космосе. Создавая детальные модели, физики могут лучше интерпретировать и анализировать данные о космическом излучении и искать темную материю.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
24 апреля, 13:28
Татьяна Зайцева

Спустя два с половиной года после того, как подводный аппарат обнаружил на дне залива Аляска загадочный «золотой шар», ученым, наконец, удалось разобраться в природе этого объекта. Они пришли к выводу, что это отброшенная часть оболочки или основания гигантской глубоководной актинии.

26 апреля, 18:38
Любовь С.

Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.

24 апреля, 14:58
Илья Гриднев

Метеорологи рассчитали гипотетические температурные и радиационные аномалии после локального ядерного конфликта в Восточной Европе. Согласно вычислениям, выброс масс сажи в стратосферу спровоцировал многолетнее похолодание в Северном полушарии и перенос радиоактивной пыли за экватор. Однако модель полностью опиралась на спорные вводные и описала скорее крайний теоретический предел климатических изменений.

23 апреля, 18:34
Александр Березин

В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.

24 апреля, 09:58
Максим Абдулаев

Палеонтологи описали новый вид хищного клопа из мелового периода, передние лапы которого эволюционировали в клешни-пинцеты. Подобная анатомическая трансформация стала лишь четвертым задокументированным случаем за всю историю насекомых. Ископаемый вид получил название в честь корейской поп-группы Stray Kids из-за характерного положения застывших в смоле конечностей.

24 апреля, 13:28
Татьяна Зайцева

Спустя два с половиной года после того, как подводный аппарат обнаружил на дне залива Аляска загадочный «золотой шар», ученым, наконец, удалось разобраться в природе этого объекта. Они пришли к выводу, что это отброшенная часть оболочки или основания гигантской глубоководной актинии.

23 апреля, 18:34
Александр Березин

В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

10 апреля, 10:51
Татьяна Зайцева

Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно