Fizicienii au măsurat forţa de interacţiune dintre antiprotoni
Potrivit unei echipe internaționale de fizicieni, forța de atracție dintre antiprotoni este similară cu forţa nucleară care ţine împreună protonii în interiorul atomilor.
Forţa de interacțiune dintre antiprotoni este de atracție. Credit: Brookhaven National Laboratory
Fizicienii ce participă la proiectul STAR au măsurat doi parametri importanți: lungimea de împrăştiere și distanţa efectivă de interacțiune dintre doi antiprotoni. În acest fel fizicienii pot înțelege mai bine forța care ține împreună nucleele din antimaterie.
Lungimea de împrăștiere este o măsură a modului în care particulele se abat de la traiectoria lor în timp ce se deplasează de la sursă la destinație, traiectoriile lor fiind vizibile ca nişte urme 3D. Distanţa efectivă de interacţiune ne arată cât de aproape trebuie să fie particulele pentru ca sarcinile lor electrice să le influențeze deplasarea, la fel ca în cazul magneţilor.
În cazul antiprotonilor măsuraţi de echipa de fizicieni, lungimea de împrăştiere a fost de aproximativ 7,41 fm (1 fm=10^−15 m), iar distanţa efectivă a fost 2,14 fm, valori similare cu cele obţinute în cazul protonilor.
Fizicienii au reuşit anterior să studieze şi alte forme rare de antimaterie, inclusiv particule anti-alfa, cele mai mari nuclee de antimaterie create vreodată într-un laborator. Acestea sunt formate din doi antiprotoni și doi antineutroni.
Aceste experimente le-au oferit oamenilor de ştiinţă noi indicii cu privire la modul în care antiprotonii interacționează între ei în cadrul unor particule compozite mai mari.
„În acest caz, forța dintre antiprotoni este influenţată de interacțiunile cu toate celelalte particule. Noi ne-am dorit să studiem interacțiunea dintre antiprotoni în stare liberă pentru a obține o valoare cât mai exactă a acestei forțe”, a declarat Dr. Aihong Tang, un membru al echipei, fizician în cadrul Brookhaven National Laboratory al U.S. Department of Energy.
În acest scop oamenii de ştiinţă au studiat datele obţinute în cadrul experimentului STAR cu ajutorul Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), un tip special de accelerator de particule. S-au studiat ciocnirile dintre ionii de aur care se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii şi interacţiunea dintre perechile de antiprotoni care au rezultat în acest mod.
„Noi am observat o mulțime de protoni, constituenţii de bază ai atomilor obişnuiţi şi un număr aproape egal de antiprotoni”, a declarat Zhengqiao Zhang, un membru al echipei de fizicieni de la Shanghai Institute of Applied Physics din China.
„Antiprotonii arată ca şi protonii cu care suntem obişnuiţi, dar deoarece ei sunt o formă de antimaterie au o sarcină electrică negativă în loc de una pozitivă, astfel încât ei sunt deviaţi în sens invers în câmpul magnetic al detectorului”, a explicat el.
„Studiind antiprotonii apropiaţi care ciocnesc detectorul, putem măsura corelațiile dintre anumite proprietăți care ne oferă informaţii asupra forței dintre perechile de antiprotoni, inclusiv intensitatea acestei forţe și câmpul său de acțiune”.
Rezultatele obținute de fizicieni au fost publicate în revista Nature și ele constituie informații importante cu ajutorul cărora oamenii de știință încearcă să afle de ce Universul este format în principal din materie și nu din antimaterie.
Sursa: Sci-News