Nach neuen Daten kann Antimaterie enorme Entfernungen zurücklegen Milchstraße, bevor seine Teilchen absorbiert werden. Die Entdeckung könnte Astronomen bei der Suche nach dunkler Materie helfen, einer mysteriösen Substanz, die etwa 85 % der Gesamtmasse des Universums ausmacht, aber unsichtbar bleibt, weil sie nicht mit Licht interagiert.
Zu dieser Entdeckung kamen Wissenschaftler der Forschungsgruppe ALICE (A Large Ion Collider Experiment) anhand von Antiheliumkernen. Dies ist das Antimaterie-Äquivalent von Heliumkernen, das bei Kollisionen von Atomkernen am Large Hadron Collider (HAC). „Unsere Ergebnisse, die auf direkten Absorptionsmessungen basieren, zeigen zum ersten Mal, dass Antihelium-3-Kerne, die aus dem Zentrum unserer Galaxie kommen, den erdnahen Weltraum erreichen können“, sagten die Wissenschaftler in einer Erklärung.
Obwohl diese Form von Antimaterie in Teilchenbeschleunigern wie HAC erzeugt werden kann, gibt es auf der Erde keine natürlichen Quellen für Antimateriekerne oder "Antikerne". Diese Antiteilchen werden jedoch anderswo in der Milchstraße auf natürliche Weise produziert, wobei Wissenschaftler zwei mögliche Quellen ihres Ursprungs bevorzugen.
Die erste vermutete Quelle von Antikernen ist die Wechselwirkung hochenergetischer kosmischer Strahlung von außerhalb des Sonnensystems mit Atomen im sogenannten interstellaren Medium, das den Raum zwischen den Sternen ausfüllt. Eine weitere mutmaßliche Quelle ist die Teilchenvernichtung Dunkle Materie, die über die ganze Galaxis verteilt sind.
Ein Szenario legt nahe, dass dunkle Materieteilchen bei der Kollision zu Teilchen zerfallen, die dann in leichte Materie und Antimaterieteilchen wie Elektronen und Positronen zerfallen. Wenn die Vernichtung der Dunklen Materie tatsächlich die Quelle der Antimaterie im Universum ist, könnte die Antimaterie den Weg zur Dunklen Materie weisen, hoffen die Wissenschaftler.
Das ALICE-Team untersuchte das Verschwinden von Antimaterie, indem es HAC verwendete, um Bleiatome zu kollidieren, die ionisiert oder von Elektronen befreit waren. Anschließend maßen die Physiker, wie die durch diese Kollisionen entstandenen Antihelium-3-Kerne mit gewöhnlicher Materie in Form des ALICE-Detektors interagieren. Das Experiment zeigte zum ersten Mal die Geschwindigkeit, mit der Antihelium-3-Kerne verschwinden, wenn sie mit gewöhnlicher Materie kollidieren.
Mit Hilfe eines Computerprogramms modellierten die Forscher die Ausbreitung von Antiteilchen durch die Galaxie und gaben in dieses Modell die von ALICE gemessene Verschwindungsrate ein. Dieses Modell ermöglichte es den Forschern, ihre Ergebnisse auf die Galaxie als Ganzes zu extrapolieren und zwei vorgeschlagene Mechanismen für die Bildung von Antinuklei zu berücksichtigen. Ein Modell schlug vor, dass die Antimaterie von Kollisionen kosmischer Strahlung mit dem interstellaren Medium stammte, während ein anderes Modell die Antimaterie einer hypothetischen Form dunkler Materie zuschrieb, die als Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) bezeichnet wird.
Für jeden dieser Mechanismen schätzte das ALICE-Team die Transparenz der Milchstraße für Antihelium-3-Kerne, d. h. die Entfernung, die Antihelium-3-Kerne frei zurücklegen können, bevor sie zerstört oder absorbiert werden. Die Modelle zeigten eine Transparenz von etwa 50 % im Modell der Dunklen Materie und eine Transparenz im Bereich von 25 % bis 90 % im Kollisionsmodell der kosmischen Strahlung.
Diese Werte zeigen, dass Antihelium-3-Kerne, die durch beide Prozesse gebildet werden, lange Strecken zurücklegen können - bis zu mehreren Kiloparsec, und jedes Kiloparsec entspricht ungefähr 3300 Lichtjahren. Übrigens beträgt der Durchmesser der Milchstraße laut NASA etwa 30 Kiloparsec.
Sie können der Ukraine helfen, gegen die russischen Invasoren zu kämpfen. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, Gelder an die Streitkräfte der Ukraine zu spenden Das Leben retten oder über die offizielle Seite NBU.
Auch interessant: