211service.com
Første observation af antihelium
Et af de store spørgsmål, der bekymrer kosmologer og partikelfysikere, er fordelingen af stof og antistof i universet. Det bestemt udseende er, hvis materien dominerer kosmos, men udseendet kan bedrage. Vi lever måske bare i et hjørne af universet, der tilfældigvis er domineret af stof.
I dag finder vi ud af, at der er lidt ekstra antistof i vores hjørne takket være arbejdet i STAR-samarbejdet ved Relativistic Heavy Ion Collider på Brookhaven National Laboratory i USA.
Disse fyre slog 10^9 guldkerner sammen ved energier på 200 GeV og fik øje på 18 antinuclei af helium-4 i det efterfølgende vrag. Det er en imponerende præstation efter en standard - i det mindste ved vi nu, at antihelium-4 kan eksistere.
Den slags påvirkninger skaber en varm klat af mere eller mindre lige mange kvarker og antikvarker, et såkaldt kvarkgluonplasma. Dette køler ned og danner forskellige partikler og deres antipartikler.
Jo større antipartiklen er, jo mindre sandsynlighed er der for, at vi ser den. Faktisk gør hver ekstra baryon i en antinucleus det 1000 gange sværere at lave. Så selvom positroner først dukkede op i 1932, dukkede antiprotoner og neutroner ikke op før 1955, og vi måtte vente til 1970 på, at et russisk hold annoncerede den første observation af antihelium-3.
Nu, 40 år senere, har vi antihelium-4. (Det virker usandsynligt, at vi snart vil se den næste i rækken, antilithium-6, og faktisk indrømmer STAR-teamet, at det ikke kan produceres med den nuværende kollider-teknologi.)
Det, der er vigtigt ved denne observation, er, at antihelium-4 ser ud til at forekomme med nøjagtig den hastighed, der forudsiges af termodynamikken. Så medmindre der er en anden mekanisme til at lave det i langt større mængder, er det usandsynligt, at vi ser en naturligt forekommende version, uanset hvor hårdt vi kigger.
Så enhver observation af antihelium eller endnu tungere antikerner i rummet ville indikere eksistensen af en stor mængde antistof andre steder i universet, siger STAR-samarbejdet.
Og som det viser sig, har vi tænkt os at kigge. Rumfærgen Endeavour, der i øjeblikket er planlagt til opsendelse i næste måned, bærer det alfamagnetiske spektrometer til den internationale rumstation af netop denne grund.
Alpha er specielt designet til at lede efter partikler af antistof i kosmiske stråler. Hvis antihelium kun fremstilles af kendte mekanismer, vil det være for sjældent at genere Alpha. Men hvis eksperimentet får endnu en snert af antihelium eller noget tungere, så forvent en eksplosion af interesse fra kosmologer og partikelfysikere.
Dette er et af de få virkelig nyttige videnskabsstykker, der er planlagt til rumstationen. Lad os håbe det går glat.
Ref: arxiv.org/abs/1103.3312 : Observation af antistof-helium-4-kernen
Du kan nu følge The Physics arXiv Blog på Twitter