АНТИМАТЕР
цөм нь сөрөг утгатай атомуудаас бүрдэх бодис цахилгаан цэнэгмөн эерэг цахилгаан цэнэгтэй электронууд - позитроноор хүрээлэгдсэн байдаг. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц бүрэлдэн тогтсон энгийн материйн хувьд эерэг цэнэгтэй цөмүүд сөрөг цэнэгтэй электронуудаар хүрээлэгдсэн байдаг. Антиматераас ялгахын тулд ердийн бодисыг заримдаа зоос (Грекийн koinos - энгийн) гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нэр томъёог Оросын уран зохиолд бараг ашигладаггүй. Антиматер нь мөн матери, түүний нэг төрөл учраас "эсрэг бодис" гэсэн нэр томъёо нь бүрэн зөв биш гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Антиматери нь ижил инерцийн шинж чанартай бөгөөд ижил зүйлийг үүсгэдэг таталцлын таталцал, энгийн зүйл шиг. Матери ба антиматерийн тухай ярихдаа анхан шатны (батомын доорх) бөөмсөөс эхлэх нь логик юм. Энгийн бөөмс бүр эсрэг бөөмстэй байдаг; аль аль нь бараг ижил шинж чанартай, гэхдээ тэдгээр нь эсрэг цахилгаан цэнэгтэй байдаг. (Хэрэв бөөм нь төвийг сахисан бол эсрэг бөөмс нь мөн төвийг сахисан боловч бусад шинж чанараараа ялгаатай байж болно. Зарим тохиолдолд бөөмс болон эсрэг бөөмс нь хоорондоо ижил байдаг.) Тиймээс электрон - сөрөг цэнэгтэй бөөм нь позитрон ба протоны эсрэг бөөмс эерэг цэнэгсөрөг цэнэгтэй антипротон юм. Позитроныг 1932 онд, антипротоныг 1955 онд; Эдгээр нь нээсэн анхны эсрэг бөөмс байв. Эсрэг бөөмс оршин тогтнохыг 1928 онд таамаглаж байсан квант механикАнглийн физикч П.Дирак. Электрон ба позитрон мөргөлдөх үед тэд устаж үгүй болно, өөрөөр хэлбэл. бөөмс хоёулаа алга болж, мөргөлдөх цэгээс хоёр гамма туяа ялгардаг. Хэрэв мөргөлдөж буй бөөмс бага хурдтай хөдөлдөг бол гамма квант бүрийн энерги 0.51 МэВ байна. Энэ энерги нь электроны "амрах энерги" буюу энергийн нэгжээр илэрхийлэгдсэн түүний тайван масс юм. Хэрэв мөргөлдөж буй бөөмс өндөр хурдтай хөдөлдөг бол гамма цацрагийн энерги нь тэдгээрийн улмаас илүү их байх болно. кинетик энерги. Протон антипротонтой мөргөлдөх үед устах нь бас тохиолддог боловч энэ тохиолдолд үйл явц нь илүү төвөгтэй байдаг. Харилцан үйлчлэлийн завсрын бүтээгдэхүүн болох хэд хэдэн богино хугацааны тоосонцор үүсдэг; Гэсэн хэдий ч хэдхэн микросекундын дараа нейтрино, гамма туяа болон цөөн тооны электрон-позитрон хосууд хувирлын эцсийн бүтээгдэхүүн хэвээр үлдэнэ. Эдгээр хосууд эцэст нь устгаж, нэмэлт гамма туяа үүсгэдэг. Аннигиляци нь антинейтрон нь нейтрон эсвэл протонтой мөргөлдөх үед тохиолддог. Эсрэг бөөмс байдаг тул эсрэг бөөмсөөс эсрэг бөөм үүсч болох уу гэсэн асуулт гарч ирнэ. Энгийн бодисын атомын цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог. Хамгийн энгийн цөм нь энгийн устөрөгчийн 1Н изотопын цөм юм; энэ нь нэг протоныг төлөөлдөг. Дейтерийн цөм 2H нь нэг протон, нэг нейтроноос бүрдэнэ; үүнийг детерон гэж нэрлэдэг. Өөр нэг жишэээнгийн цөм - 3Хоёр протон, нэг нейтроноос бүрдэх тэр цөм. Антипротон ба антинейтроноос бүрдэх антидейтероныг 1966 онд лабораторид олж авсан; Хоёр антипротон, нэг антинейтроноос бүрдэх анти-3He цөмийг анх 1970 онд олж авсан. орчин үеийн физикэнгийн бөөмс , хэрэв тохиромжтой болтехникийн хэрэгсэл бүх энгийн цөмийн эсрэг цөмийг олж авах боломжтой болно. Хэрэв эдгээр антицөмүүд нь зохих тооны позитроноор хүрээлэгдсэн бол тэд эсрэг атом үүсгэдэг. Антиатомууд нь энгийн атомуудтай бараг ижил шинж чанартай байх болно; тэдгээр нь молекулуудыг үүсгэж, тэдгээрээс хатуу, шингэн, хий, түүний дотор органик бодисууд үүсч болно. Жишээлбэл, хоёр антипротон, нэг хүчилтөрөгчийн цөм найман позитронтой хамт энгийн усны H2O-той төстэй усны эсрэг молекул үүсгэж болох ба молекул бүр нь хоёр протон устөрөгчийн цөм, нэг хүчилтөрөгчийн цөм, найман электроноос бүрддэг.Орчин үеийн онол Энгийн тоосонцор нь ус 0 хэмд хөлдөж, 100 хэмд буцалгаж, ердийн ус шиг ажиллах болно гэдгийг урьдчилан таамаглах чадвартай. Ийм үндэслэлийг үргэлжлүүлбэл, бид эсрэг бодисоор бүтээгдсэн эсрэг ертөнц нь бидний эргэн тойрон дахь энгийн ертөнцтэй маш төстэй байх болно гэсэн дүгнэлтэд хүрч чадна. Энэхүү дүгнэлт нь орчлон ертөнц ижил хэмжээний энгийн матери ба эсрэг бодис агуулдаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн тэгш хэмтэй ертөнцийн онолуудын эхлэлийн цэг болдог. Бид түүний ердийн материас бүрдэх тэр хэсэгт амьдардаг. Хэрэв та хоёр ижил бодисыг холбоо барих юм бол, дараа нь позитронтой электронууд, эсрэг цөмтэй цөмүүд устах болно. Энэ тохиолдолд гамма квантууд гарч ирэх бөгөөд гадаад төрхөөр нь юу болж байгааг шүүж болно. Дэлхий бол ердийн бодисоос тогтдог тул том хурдасгуурууд болон бусад хэсгүүдэд үүсдэг цөөн тооны эсрэг хэсгүүдээс бусад нь түүнд мэдэгдэхүйц хэмжээний эсрэг бодис байдаггүй. сансрын туяа. Энэ нь бүхэл бүтэн нарны аймагт хамаарна. Ажиглалтаас харахад манай Галактикийн хязгаарлагдмал хэмжээний гамма цацраг үүсдэг. Үүнээс үзэхэд түүний дотор мэдэгдэхүйц хэмжээний антиматер байхгүй гэж олон судлаачид дүгнэжээ. Гэхдээ энэ дүгнэлт нь маргаангүй зүйл биш юм. Жишээлбэл, ойролцоох өгөгдсөн од нь матери эсвэл эсрэг бодисоос бүрдэх эсэхийг тодорхойлох арга одоогоор байхгүй байна; эсрэг бодис од нь ердийн одтой яг ижил спектрийг ялгаруулдаг. Цаашилбал, одны эргэн тойрон дахь орон зайг дүүргэх, одтой ижил төстэй ховор бодис нь эсрэг төрлийн бодисоор дүүрсэн хэсгүүдээс тусгаарлагдсан байх магадлалтай - маш нимгэн өндөр температурт "Лейденцэвдэг давхаргууд". Тиймээс бид эс бүр нь матери эсвэл эсрэг бодис агуулсан од хоорондын болон галактик хоорондын орон зайн "эсийн" бүтцийн тухай ярьж болно. Энэ таамаглалыг дэмжиж байна орчин үеийн судалгаа, соронзон мандал ба гелиосфер (гараг хоорондын орон зай) нь эсийн бүтэцтэй болохыг харуулж байна. Өөр өөр соронзлолтой, заримдаа өөр өөр температур, нягтралтай эсүүд нь маш нимгэн гүйдлийн бүрхүүлээр тусгаарлагддаг. Энэ нь эдгээр ажиглалтууд нь манай Галактикийн дотор ч эсрэг бодис оршин тогтнохтой зөрчилддөггүй гэсэн гаж дүгнэлтэд хүргэж байна. Хэрэв өмнө нь антиматер байдаг гэсэн итгэл үнэмшилтэй аргументууд байгаагүй бол одоо рентген болон гамма-туяа одон орон судлалын амжилтууд нөхцөл байдлыг өөрчилсөн. Асар их, ихэвчлэн холбоотой үзэгдлүүд хамгийн дээд зэрэгэнергийн санамсаргүй ялгарал. Ийм энерги ялгаруулах эх үүсвэр нь устах байсан байх. Шведийн физикч О.Клейн боловсруулсан сансар судлалын онол, матери ба эсрэг бодисын хоорондох тэгш хэмийн таамаглал дээр үндэслэн устгах үйл явц тоглодог гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. шийдвэрлэх үүрэгОрчлон ертөнцийн хувьсал, галактикийн бүтэц үүсэх үйл явцад.
Гол өөр онол болох "их тэсрэлт"-ийн онол нь ажиглалтын мэдээлэлтэй ноцтой зөрчилдөж байгаа нь улам бүр тодорхой болж байна. төв газарОйрын ирээдүйд сансар судлалын асуудлыг шийдвэрлэхдээ "тэгш хэмийн сансар судлал" -ыг ашиглах нь гарцаагүй. Сансар судлалын асуудалд антиматерийн гүйцэтгэх үүргийг зохиолчийн Worlds - Antiworlds: Antimatter in Cosmology (1966) номонд авч үзсэн болно.
Мөн үзнэ үү
КОСМОЛОГИ;
БӨӨМСӨН.
Уран зохиол
Weinberg S. Эхний гурван минут. М., 1981 Silk J. The Big Bang. М., 1982 Davis P. Superpower; хайх нэгдсэн онолбайгаль. М., 1989
Коллиерийн нэвтэрхий толь бичиг. - Нээлттэй нийгэм. 2000 .
Синоним:Бусад толь бичгүүдээс "ANTIMATTER" гэж юу болохыг хараарай:
Эсрэг бодис... Зөв бичгийн дүрмийн толь бичиг-лавлах ном
эсрэг бодис- эсрэг бодис/, а/… Хамтдаа. Тус тусад нь. Зураастай.
A; Лхагва Физик. Эсрэг бөөмсөөс үүссэн бодис. ◁ Эсрэг бодис, өө, өө. * * * Эсрэг бодис нь эсрэг бөөмсөөс үүссэн бодис юм. Антиматерийн атомын цөмүүд нь антипротон ба антинейтроноос бүрддэг ба атомын бүрхүүлүүдпозитроноос бүтээгдсэн....... Нэвтэрхий толь бичиг
Антиматер бол эсрэг бөөмсөөс бүрдэх бодис юм. Агуулга 1 Properties 2 олж авах 3 зардал ... Википедиа
ANTIMMATER, эсрэг бөөмсөөс тогтсон бодис. Антиматерийн атомуудын цөм нь антипротон ба антинейтроноос бүрдэх ба электроны үүргийг позитрон гүйцэтгэдэг. Орчлон ертөнц үүссэн эхний мөчүүдэд антиматер ба матери ... ... гэж үздэг. Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг
Эсрэг бөөмсөөс үүссэн бодис. Антиматерийн атомын цөмүүд нь антипротон ба антинейтронуудаас бүрдэх ба атомын бүрхүүлүүд нь позитронуудаас бүрддэг. Орчлон ертөнцөд антиматерийн хуримтлал хараахан олдоогүй байна. Цэнэглэгдсэн бөөмийн хурдасгуурт хүлээн авсан ... ... Том нэвтэрхий толь бичиг
ЭСРЭГ МАТЕРИАЛ, эсрэг тэмдэгтэй ЦАХИЛГААН ЦЭНЭГЛЭЛ, ЭРГЭЛТ, СОРОНЗОН МӨЧМИЙГ эс тооцвол бүх талаараа энгийн бөөмстэй ижил эсрэг хэсгүүдээс тогтсон бодис. Эсрэг бөөм, жишээлбэл, позитрон байхад...... Шинжлэх ухаан, техникийн нэвтэрхий толь бичиг
Лхагва. Эсрэг бөөмсөөс үүссэн бодис (физикийн хувьд). Ефраимын тайлбар толь бичиг. Т.Ф.Ефремова. 2000... Орчин үеийн тайлбар толь бичигОрос хэл Ефремова
Эсрэг бөөмсөөс үүссэн бодис. Va дахь атомын цөм нь протон ба нейтроноос бүрдэх ба элн нь атомын бүрхүүлийг бүрдүүлдэг. Атом дахь цөмүүд нь антипротон ба антинейтроноос бүрдэх ба позитронууд нь бүрхүүл дэх электронуудын байрыг эзэлдэг. Орчин үеийн дагуу онол, хор... Физик нэвтэрхий толь бичиг
Нэр үг, синонимын тоо: 1 эсрэг бодис (2) ASIS-ийн ижил утгатай үгсийн толь. В.Н. Тришин. 2013… Синонимын толь бичиг
АНТИМАТЕР-аас бүрдэх бодис (харна уу). Орчлон ертөнцөд А.-ийн тархалтын асуудал нээлттэй хэвээр байна... Том Политехник нэвтэрхий толь бичиг
Номууд
- Орчлон ертөнц арын толинд байдаг. Бурхан баруун гартай байсан уу? Эсвэл далд тэгш хэм, антиматер болон Хиггс бозон, Голдберг, Дэйв. Та физикт дургүй юу? Та зүгээр л Дэйв Голдбергийн номыг уншаагүй байна! Энэхүү ном нь орчин үеийн физикийн хамгийн сонирхолтой сэдвүүдийн нэг болох үндсэн тэгш хэмийн тухай танд танилцуулах болно. Эцсийн эцэст манайд...
Саяхан CERN дэх ALICE-ийн хамтын ажиллагааны гишүүд антиматерийн цөмийн массыг дээд зэргийн нарийвчлалтайгаар хэмжиж, антипротоныг антинейтронтой холбодог энергийг хүртэл тооцоолжээ. Баяртай мэдэгдэхүйц ялгааэдгээр үзүүлэлтүүдийн хооронд бодис болон антиматерт ямар ч ялгаа олдсонгүй, гэхдээ энэ нь гол зүйл биш юм. Яг одоо, сүүлийн хэдэн жилд зөвхөн эсрэг бөөмс төдийгүй эсрэг бөөм, тэр байтугай антиатомууд хэмжилт, ажиглалт хийхэд бэлэн болж байгаа нь чухал юм. Энэ нь антиматер гэж юу болох, түүний судалгаа орчин үеийн физикт ямар байр суурь эзэлдэг болохыг олж мэдэх цаг болсон гэсэн үг.
Антиматерийн талаарх таны анхны асуултуудын заримыг таахыг хичээцгээе.
Антиматери ашиглан хэт хүчирхэг бөмбөг хийж болно гэдэг үнэн үү? "Тэнгэр элч нар ба чөтгөрүүд" кинонд гардаг шиг эсрэг бодис нь CERN-д үнэхээр хуримтлагдаж байгаа бөгөөд энэ нь маш аюултай байж болох уу? Антиматер нь сансарт аялахад маш үр ашигтай түлш байх нь үнэн үү? Исаак Азимовын бүтээлүүддээ роботуудыг бэлэглэсэн позитроник тархины санаа үнэнтэй юу?...
Ихэнх хүмүүсийн хувьд антиматер нь маш аюултай, сэжигтэй, гайхалтай амлалт, асар их эрсдэл бүхий төсөөллийг хөдөлгөдөг зүйлтэй холбоотой байдаг нь нууц биш юм. Хүлээн зөвшөөрье: физикийн хуулиуд энэ бүхнийг шууд хориглодоггүй. Гэсэн хэдий ч эдгээр санааг хэрэгжүүлэх нь бодит байдлаас хол байна орчин үеийн технологиМөн ойрын хэдэн арван жилийн технологиос харахад прагматик хариулт нь энгийн: үгүй, орчин үеийн ертөнцөд энэ нь үнэн биш юм. Эдгээр сэдвүүдийн талаархи яриа нь шинжлэх ухаан, техникийн бодит ололт дээр үндэслэсэн зүгээр л уран зөгнөл бөгөөд орчин үеийн боломжийн хязгаараас хол давсан экстраполяци дээр үндэслэсэн болно. Хэрэв та эдгээр сэдвээр нухацтай ярилцахыг хүсвэл 2100 руу ойртоорой. Одоохондоо бодит байдлын талаар ярилцъя шинжлэх ухааны судалгааэсрэг бодис.
Антиматер гэж юу вэ?
Манай ертөнц электрон, протон, нейтрон гэх мэт бөөмс бүрийн төрөлд зориулагдсан байдаг. - эсрэг бөөмс (позитрон, антипротон, антинейтрон) байдаг. Тэдгээр нь ижил масстай, хэрэв тогтворгүй бол хагас задралын хугацаа ижил боловч харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог эсрэг цэнэгүүд болон бусад тоонууд байдаг. Позитрон нь электронтой ижил масстай боловч зөвхөн эерэг цэнэгтэй. Антипротонууд сөрөг цэнэгтэй байдаг. Антинейтронууд нь нейтронтой адил цахилгаан саармаг боловч эсрэг талын барион тоотой бөгөөд антикваркуудаас тогтдог. Эсрэг цөмийг антипротон ба антинейтроноос угсарч болно. Позитроныг нэмснээр бид эсрэг атомуудыг үүсгэж, тэдгээрийг хуримтлуулж, эсрэг бодисыг олж авдаг. Энэ бүгд эсрэг бодис юм.
Мөн энд ярих нь зүйтэй хэд хэдэн сонирхолтой нарийн ширийн зүйлс байдаг. Юуны өмнө, эсрэг бөөмс байдаг нь онолын физикийн асар том ялалт юм. Энэхүү тодорхой бус, зарим хүмүүсийн хувьд бүр цочирдмоор санааг онолын хувьд Пол Дирак гаргасан бөгөөд эхэндээ дайсагналтай хүлээж авсан. Түүгээр ч барахгүй позитроныг нээсний дараа ч олон хүн антипротон байдаг гэдэгт эргэлзсээр байв. Нэгдүгээрт, Дирак электроныг дүрслэх онолыг гаргасан бөгөөд энэ нь протоны хувьд ажиллах болно гэсэн баримт биш юм. Энд жишээ нь соронзон моментпротон нь Диракийн онолын таамаглалаас хэд хэдэн удаа ялгаатай. Хоёрдугаарт, тэд сансрын туяанаас антипротоны ул мөрийг удаан хугацаанд хайсан боловч юу ч олдсонгүй. Гуравдугаарт, хэрэв антипротонууд байгаа бол антиатомууд, одод ба эсрэг галактикууд байх ёстой бөгөөд бид тэдгээрийг сансар огторгуйн асар том дэлбэрэлтээр анзаарах нь гарцаагүй гэж тэд маргаж - бидний үгийг шууд утгаараа давтав. Нэгэнт бид үүнийг олж харахгүй байгаа нь эсрэг бодис байдаггүйтэй холбоотой байх. Тиймээс 1955 онд шинээр хөөргөсөн Беватрон хурдасгуур дээр антипротоныг туршилтаар нээсэн нь 1959 онд Физикийн чиглэлээр Нобелийн шагнал хүртэж байсан тийм ч ач холбогдолгүй үр дүн байв. 1956 онд антинейтроныг ижил хурдасгуур дээр нээсэн. Эдгээр эрэл хайгуул, эргэлзээ, ололт амжилтын түүхийг олон тооны түүхэн эссе, жишээлбэл, энэ тайлангаас эсвэл Фрэнк Клоусын саяхан гаргасан "Антиматер" номноос олж болно.
Гэсэн хэдий ч цэвэр онолын мэдэгдэлд эрүүл эргэлзэх нь үргэлж ашигтай байдаг гэдгийг тусад нь хэлэх ёстой. Жишээлбэл, эсрэг бөөмс нь бөөмстэй ижил масстай гэсэн мэдэгдэл нь маш чухал CPT теоремоос гарсан онолын үр дүн юм; Тийм ээ, бичил ертөнцийн орчин үеийн, туршилтаар шалгагдсан физик нь энэ мэдэгдэл дээр суурилдаг. Гэхдээ энэ нь тэгш байдал хэвээр байна: хэн мэдэх вэ, магадгүй бид онолын хэрэглээний хязгаарыг олох болно.
Өөр нэг онцлог нь: бичил ертөнцийн бүх хүч нь бөөмс ба эсрэг бөөмстэй адил хамааралтай байдаггүй. Цахилгаан соронзон болон хүчтэй харилцан үйлчлэлТэдний хооронд ямар ч ялгаа байхгүй, учир нь сул дорой хүмүүст байдаг. Үүнээс үүдэн бөөмс ба эсрэг бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн зарим нарийн ширийн зүйлс, тухайлбал, А бөөмс В бөөмс болон эсрэг А бөөм нь эсрэг В бөөм болж задрах магадлал (энэ талаар дэлгэрэнгүй үзэх) ялгаатай байдаг. ялгааг Павел Паховын цуглуулгыг үзнэ үү). Учир нь энэ онцлог үүсдэг сул харилцан үйлчлэлманай ертөнцийн CP тэгш хэмийг зөрчиж байна. Гэхдээ яагаад ийм зүйл болж байгаа нь энгийн бөөмсийн нууцуудын нэг бөгөөд энэ нь мэдэгдэж буй хязгаараас давахыг шаарддаг.
Энд бас нэг нарийн зүйл байна: зарим бөөмс нь маш цөөхөн шинж чанартай байдаг тул эсрэг болон бөөмс нь бие биенээсээ огт ялгагддаггүй. Ийм бөөмсийг жинхэнэ төвийг сахисан гэж нэрлэдэг. Энэ бол ижил төрлийн кварк ба антикваркуудаас бүрдэх фотон, Хиггс бозон, саармаг мезон юм. Гэхдээ нейтринотой холбоотой нөхцөл байдал тодорхойгүй хэвээр байна: магадгүй тэд үнэхээр төвийг сахисан (Мажорана), эсвэл үгүй байж магадгүй юм. Байгаа амин чухал ач холбогдолтойнейтриногийн масс ба харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн онолын хувьд. Энэ асуултын хариулт нь үнэхээр урагшлах томоохон алхам болно, учир нь энэ нь бидний ертөнцийн бүтцийг ойлгоход тусална. Туршилт энэ талаар хоёрдмол утгатай зүйл хараахан хэлээгүй байна. Гэвч нейтрино судалгааны туршилтын хөтөлбөр нь маш хүчтэй тул маш олон туршилтууд хийгдэж байгаа тул физикчид аажмаар шийдэлд ойртож байна.
Энэ эсрэг бодис хаана байна?
Эсрэг бөөмс нь бөөмстэйгээ уулзах үед устгадаг: аль аль нь алга болж, фотонуудын багц эсвэл хөнгөн бөөмс болж хувирдаг. Амралтын бүх энерги нь энэхүү бичил дэлбэрэлтийн энерги болж хувирдаг. Энэ бол массыг хамгийн үр дүнтэй хувиргах явдал юм дулааны энерги, цөмийн дэлбэрэлтээс хэдэн зуу дахин илүү үр дүнтэй. Гэхдээ бидний эргэн тойронд байгалийн ямар ч сүр жавхлант дэлбэрэлт харагдахгүй байна; Антиматер байгальд мэдэгдэхүйц хэмжээгээр байдаггүй. Гэсэн хэдий ч бие даасан эсрэг бөөмс нь янз бүрийн байгалийн үйл явцын үр дүнд үүсч болно.
Хамгийн хялбар арга бол позитрон үүсгэх явдал юм. Хамгийн энгийн сонголт бол цацраг идэвхт байдал, эерэг бета цацраг идэвхт бодисын улмаас зарим цөмийн задрал юм. Жишээлбэл, туршилтын явцад хагас задралын хугацаатай натрийн 22 изотопыг ихэвчлэн позитроны эх үүсвэр болгон ашигладаг. Өөр нэг гэнэтийн зүйл байгалийн булаг- , энэ үед позитроныг устгаснаас гамма цацрагийн тэсрэлтүүд заримдаа илэрдэг бөгөөд энэ нь позитронууд ямар нэгэн байдлаар тэнд төрсөн гэсэн үг юм.
Антипротон болон бусад эсрэг бөөмсийг бий болгоход илүү хэцүү байдаг: энерги цацраг идэвхт задралүүнд хангалттай байхгүй. Байгалийн хувьд тэд өндөр энергитэй сансрын цацрагийн нөлөөн дор төрдөг: сансрын протон нь агаар мандлын дээд давхаргад зарим молекултай мөргөлдөж, бөөмс ба эсрэг хэсгүүдийн урсгалыг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь тэнд тохиолддог, антипротонууд бараг хэзээ ч газарт хүрдэггүй (энэ нь 40-өөд онд сансрын туяанаас антипротон хайж байсан хүмүүст мэдэгддэггүй байсан) бөгөөд та энэ антипротоны эх үүсвэрийг лабораторид авчрах боломжгүй юм.
Бүгдээрээ физик туршилтуудантипротонууд нь "харгис хүчээр" үүсдэг: тэд өндөр энергитэй протонуудын цацрагийг авч, зорилтот газар руу чиглүүлж, энэ мөргөлдөөний үед их хэмжээгээр үүссэн "хадроны хаягдлыг" ангилдаг. Антипротонуудыг ангилсан цацраг хэлбэрээр гаргаж, дараа нь протонтой мөргөлдөхийн тулд өндөр энерги хүртэл хурдасгадаг (жишээлбэл, Америкийн Теватронтой мөргөлдүүлэгч ийм байдлаар ажилласан), эсвэл эсрэгээр нь удаашруулж, илүү нарийн хэмжилт хийхэд ашигладаг.
Эсрэг бодисын судалгааны урт түүхээрээ бахархаж болох CERN-д зөвхөн энэ ажлыг гүйцэтгэдэг тусгай "хурдасгуур" буюу "Антипротон зохицуулагч" байдаг. Энэ нь антипротонуудын цацрагийг авч, хөргөж (өөрөөр хэлбэл, удаашруулдаг), дараа нь удаан антипротонуудын урсгалыг хэд хэдэн тусгай туршилтаар хуваарилдаг. Дашрамд хэлэхэд, хэрэв та МЭ-ийн төлөвийг бодит цаг хугацаанд нь харахыг хүсвэл Cernov онлайн мониторууд үүнийг зөвшөөрдөг.
Антиатом, тэр ч байтугай хамгийн энгийн, устөрөгчийн эсрэг атомыг нэгтгэх нь аль хэдийн маш хэцүү байдаг. Тэд байгальд огт үүсдэггүй - тохиромжтой нөхцөл байхгүй. Лабораторид ч гэсэн антипротонууд позитронтой нэгдэхээс өмнө техникийн олон бэрхшээлийг даван туулах ёстой. Асуудал нь эх үүсвэрээс ялгарах антипротон ба позитрон хэт халуун хэвээр байгаа явдал юм; Тэд зүгээр л бие биетэйгээ мөргөлдөж, эсрэг атом үүсгэхээс илүүтэйгээр салж нисэх болно. Физикчид эдгээр бэрхшээлийг маш зальтай аргуудаар (ASACUSA Cern-ийн туршилтуудын нэгэнд хийсэн шиг) даван туулсан хэвээр байна.
Эсрэг цөмийн талаар юу мэддэг вэ?
Хүн төрөлхтний атомын эсрэг бүх ололт нь зөвхөн антиустөрөгчтэй холбоотой юм. Бусад элементүүдийн антиатомуудыг лабораторид нийлэгжүүлээгүй эсвэл байгальд ажиглаагүй байна. Шалтгаан нь энгийн: эсрэг цөмийг үүсгэх нь антипротоноос ч илүү хэцүү байдаг.
Эсрэг бөөм үүсгэх бидний мэдэх цорын ганц арга бол өндөр энергитэй хүнд цөмүүдийг мөргөлдөж, тэнд юу болж байгааг харах явдал юм. Мөргөлдөөний энерги өндөр байвал антипротон, антинейтрон зэрэг олон мянган бөөмс үүсч, бүх чиглэлд тархах болно. Нэг чиглэлд санамсаргүй байдлаар ялгардаг антипротон ба антинейтронууд бие биетэйгээ нийлж антицөм үүсгэдэг.
ALICE детектор нь янз бүрийн цөм ба эсрэг цөмийг тэдгээрийн энерги ялгаруулж, соронзон орон дахь эргэлтийн чиглэлд үндэслэн ялгаж чаддаг.
Зураг: CERN
Арга нь энгийн, гэхдээ тийм ч үр дүнгүй: нуклонуудын тоо нэмэгдэх тусам цөмийг ийм аргаар нэгтгэх магадлал огцом буурдаг. Хамгийн хөнгөн цөм болох антидейтеронууд яг хагас зуун жилийн өмнө анх ажиглагдсан. Antihelium-3 нь 1971 онд ажиглагдсан. Антитритон ба антигелиум-4 нь бас мэдэгдэж байгаа бөгөөд сүүлийнх нь 2011 онд саяхан нээгдсэн. Илүү хүнд антинуклейс хараахан ажиглагдаагүй байна.
Нуклон-нуклонуудын харилцан үйлчлэлийг тодорхойлсон хоёр параметр (тарааны урт f0 ба үр дүнтэй радиус d0) өөр өөр хосуудтоосонцор. Улаан од нь STAR-ийн хамтын ажиллагааны үр дүнд олж авсан хос антипротоны үр дүн юм.
Харамсалтай нь та ийм аргаар антиатом хийж чадахгүй. Антинуклей нь ховор төрөөд зогсохгүй маш их байдаг агуу энергимөн бүх чиглэлд ниснэ. Тэднийг мөргөлдүүлэгч дээр барьж аваад дараа нь тусгай сувгаар дамжуулж хөргөхийг оролдох нь бодитой бус юм.
Гэсэн хэдий ч заримдаа заримыг нь авахын тулд антинуклейг анхааралтай ажиглахад хангалттай сонирхолтой мэдээлэлантинуклонуудын хооронд ажилладаг цөмийн эсрэг хүчний тухай. Хамгийн их энгийн зүйл- энэ нь эсрэг цөмийн массыг сайтар хэмжиж, антипротон ба антинейтроны массын нийлбэртэй харьцуулж, массын согогийг тооцоолох явдал юм. цөмийн холболтын энерги. Энэ нь саяхан Том Адрон Коллайдер дээр ажиллаж байна; Антидейтерон ба антигелиум-3-ыг холбох энерги нь энгийн цөмтэй алдааны хязгаарт давхцдаг.
Өөр, илүү нарийн нөлөөАмерикийн хүнд ион мөргөлдүүлэгч RHIC дээр STAR туршилтыг судалсан. Тэрээр үйлдвэрлэсэн антипротонуудын өнцгийн тархалтыг хэмжиж, хоёр антипротоныг маш ойрхон чиглэлд ялгарах үед хэрхэн өөрчлөгдөхийг олж мэдэв. Антипротонуудын хоорондын хамаарал нь анх удаа тэдгээрийн хооронд үйлчилж буй "цөмийн эсрэг" хүчний шинж чанарыг хэмжих боломжийг олгосон (тархалтын урт ба үр дүнтэй харилцан үйлчлэлийн радиус); Тэд протонуудын харилцан үйлчлэлийн талаар мэддэг зүйлтэй давхцаж байв.
Сансар огторгуйд эсрэг бодис байдаг уу?
Пол Дирак позитрон байдаг гэдгийг онолдоос нь гаргахдаа огторгуйн хаа нэгтээ жинхэнэ эсрэг ертөнц оршин тогтнох боломжтой гэж бүрэн таамагласан. Орчлон ертөнцийн харагдах хэсэгт эсрэг бодисоос бүтсэн од, гариг, галактик байхгүй гэдгийг одоо бид мэднэ. Гол нь устгалын дэлбэрэлт харагдахгүй байгаа нь ч биш юм; Байнга хувьсан өөрчлөгдөж буй орчлонд тэд хэрхэн бий болж, өнөөг хүртэл оршин тогтнож байсныг төсөөлөхийн аргагүй юм.
Гэхдээ "энэ нь яаж болсон бэ" гэсэн асуулт бол орчин үеийн физикийн бас нэг том нууц юм; шинжлэх ухааны хэлээр үүнийг бариогенезийн асуудал гэж нэрлэдэг. Дэлхийн сансар огторгуйн дүр төрхөөр бол хамгийн эртний сансар огторгуйд бөөмс ба эсрэг бөөмсийн тоо тэнцүү байжээ. Дараа нь CP-ийн тэгш хэм, барионы тоог зөрчсөний улмаас динамик хөгжиж буй орчлон ертөнцөд эсрэг бодисоос илүү жижиг, нэг тэрбумын түвшинд материйн илүүдэл гарч ирэх ёстой. Орчлон ертөнцийг хөргөхөд бүх эсрэг бөөмс бөөмсөөр хангагдаж, зөвхөн энэ илүүдэл матери амьд үлдсэн бөгөөд энэ нь бидний ажиглаж буй орчлон ертөнцийг бий болгосон. Түүний ачаар тэнд ядаж л сонирхолтой зүйл үлддэг нь түүний ачаар бид ерөөсөө оршин тогтнож байгаа юм. Энэ тэгш бус байдал яг яаж үүссэн нь тодорхойгүй байна. Олон онол байдаг ч аль нь үнэн болох нь тодорхойгүй байна. Энэ нь гарцаагүй ямар нэгэн зүйл байх ёстой нь тодорхой байна Шинэ физик, Стандарт загвараас давсан онол, туршилтаар баталгаажуулсан хил хязгаараас давсан онол.
Сансар огторгуйн өндөр энергитэй цацрагийн эсрэг бөөмсүүд хаанаас ирж болохыг гурван хувилбараар харж болно: 1 - тэд зүгээр л "сансрын хурдасгуур" дээр үүсч, жишээлбэл пульсарт хурдасч болно; 2 - тэд од хоорондын орчны атомуудтай ердийн сансрын туяа мөргөлдөх үед үүсч болно; 3 - тэдгээр нь хүнд хэсгүүдийн задралаас үүсч болно харанхуй бодис.
Хэдийгээр эсрэг бодисоос бүтсэн гариг, од байхгүй ч сансарт антиматер байсаар байна. Янз бүрийн энергийн позитрон ба антипротонуудын урсгалыг PAMELA, Fermi, AMS-02 гэх мэт сансрын туяа ажиглалтын төвүүд бүртгэдэг. Позитрон ба антипротонууд сансраас бидэнд ирдэг гэдэг нь тэд хаа нэгтээ тэнд төрсөн гэсэн үг. Тэдгээрийг үүсгэж болох өндөр энергитэй үйл явц нь зарчмын хувьд мэдэгдэж байна: эдгээр нь маш их соронзлогдсон орчин юм нейтрон одод, янз бүрийн дэлбэрэлт, сансрын туяаг фронтод хурдасгах цочролын долгионод хоорондын орчинд гэх мэт. Тэд сансрын эсрэг бөөмсийн урсгалын ажиглагдсан бүх шинж чанарыг тайлбарлаж чадах эсэх нь асуулт юм. Хэрэв тийм биш бол энэ нь тэдний зарим нь харанхуй материйн тоосонцор задрах эсвэл устах замаар үүсдэг болохыг нотлох баримт болно.
Энд бас нэг нууц бий. 2008 онд PAMELA ажиглалтын газар онолын загварчлалын таамаглаж байсантай харьцуулахад сэжигтэй олон тооны өндөр энергитэй позитрон илрүүлжээ. Эдгээр үр дүнг саяхан Олон улсын сансрын станцын модулиудын нэг, ерөнхийдөө сансарт хөөргөсөн энгийн бөөмсийн хамгийн том илрүүлэгч (мөн хаана угсарсан бэ? - CERN-д зөв) суурилуулсан AMS-02 суурилуулалтаар батлагдсан. Энэ илүүдэл позитрон нь онолчдын сэтгэлийг хөдөлгөдөг - эцсийн эцэст энэ нь үүнийг хариуцдаг астрофизикийн "уйтгартай" биетүүд биш, харин электрон ба позитрон болж ялзарч эсвэл устгадаг хүнд харанхуй материйн бөөмс байж магадгүй юм. Энд одоогоор тодорхой зүйл алга, гэхдээ AMS-02 суурилуулалт, түүнчлэн олон чухал физикчид энэ үзэгдлийг маш анхааралтай судалж байна.
Сансрын туяа дахь антипротоны протоны харьцаа өөр өөр энерги. Цэгүүд нь туршилтын өгөгдөл, олон өнгийн муруй нь янз бүрийн алдаатай астрофизикийн хүлээлт юм.
Зураг: Корнеллийн их сургуулийн номын сан
Антипротонтой холбоотой нөхцөл байдал бас тодорхойгүй байна. Энэ оны 4-р сард тусгай эрдэм шинжилгээний хуралд AMS-02 илтгэл тавьсан урьдчилсан үр дүнсудалгааны шинэ мөчлөг. Тайлангийн гол онцлох зүйл бол AMS-02 нь хэт их энергитэй антипротонуудыг хардаг гэсэн нотолгоо байсан бөгөөд энэ нь харанхуй материйн бөөмсийн задралын шинж тэмдэг байж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч бусад физикчид ийм хөгжилтэй дүгнэлттэй санал нийлэхгүй байна. Одоо AMS-02-ийн антипротоны өгөгдлийг ердийн астрофизикийн эх сурвалжаар тайлбарлаж болно гэж үзэж байна. Ямар нэг байдлаар хүн бүр AMS-02-ийн позитрон ба антипротоны шинэ өгөгдлийг тэсэн ядан хүлээж байна.
AMS-02 аль хэдийн сая сая позитрон, дөрөвний нэг сая антипротоныг илрүүлжээ. Гэхдээ энэ суулгацыг бүтээгчид дор хаяж нэг антинуклеус барих гэсэн тод мөрөөдөлтэй байдаг. Энэ бол жинхэнэ мэдрэмж байх болно - антицөмүүд сансар огторгуйн хаа нэгтээ төрж, бидэн рүү нисэх нь үнэхээр гайхалтай юм. Одоогоор ийм тохиолдол илрээгүй ч мэдээлэл цуглуулсаар байгаа бөгөөд байгаль бидэнд ямар сюрприз бэлдэж байгааг хэн мэдэх билээ.
Эсрэг бодис - таталцлын эсрэг? Тэр хүндийн хүчийг хэрхэн мэдэрдэг вэ?
Хэрэв бид зөвхөн туршилтаар батлагдсан физикт найдаж, хараахан батлагдаагүй чамин онол руу орохгүй бол таталцал нь материйн эсрэг бодис дээр яг адилхан үйлчлэх ёстой. Антиматерийн эсрэг таталцал үүсэхгүй. Хэрэв та мэдэгдэж байгаа хязгаараас цааш бага зэрэг харахыг зөвшөөрвөл ердийн бүх нийтийнхээс гадна сонголтууд онолын хувьд боломжтой болно. таталцлын хүчбодис болон эсрэг бодис дээр өөр өөр үйлчилдэг нэмэлт зүйл байдаг. Энэ боломж хичнээн хуурмаг мэт санагдаж байсан ч туршилтаар баталгаажуулах шаардлагатай бөгөөд үүний тулд антиматер дэлхийн таталцлыг хэрхэн мэдэрч байгааг шалгах туршилт хийх шаардлагатай.
Үүнийг бий болгох шаардлагатай гэсэн энгийн шалтгаанаар удаан хугацааны туршид үүнийг хийх боломжгүй байсан бие даасан атомуудэсрэг бодис, тэдгээрийг барьж, туршилт хийх. Одоо бид үүнийг хэрхэн хийхийг сурсан тул удаан хүлээгдэж буй сорилт удахгүй болно.
Үр дүнгийн гол нийлүүлэгч нь эсрэг бодисыг судлах өргөн хүрээний хөтөлбөртэй ижил CERN юм. Эдгээр туршилтуудын зарим нь эсрэг бодисын таталцал сайн гэдгийг шууд бусаар аль хэдийн баталсан. Жишээлбэл, тэрээр антипротоны (инерт) масс нь протоны масстай маш өндөр нарийвчлалтайгаар таарч байгааг олж мэдсэн. Хэрэв таталцлын хүч антипротонуудад өөрөөр үйлчилдэг байсан бол физикчид ялгааг анзаарах байсан - эцэст нь харьцуулалтыг ижил суурилуулалт, ижил нөхцөлд хийсэн. Энэхүү туршилтын үр дүн: антипротонуудад хүндийн хүчний нөлөө нь протонд үзүүлэх нөлөөтэй давхцаж, нэг саяас илүү нарийвчлалтай байна.
Гэсэн хэдий ч энэ хэмжилт нь шууд бус юм. Илүү үнэмшилтэй байхын тулд би шууд туршилт хийхийг хүсч байна: хэд хэдэн антиматерийн атомуудыг авч, тэдгээрийг хаяж, таталцлын талбарт хэрхэн унахыг хараарай. Ийм туршилтыг CERN-д хийж эсвэл бэлтгэж байна. Эхний оролдлого тийм ч гайхалтай байгаагүй. 2013 онд ALPHA туршилт буюу тэр үед антиустөрөгчийн үүлийг урхиндаа барьж сурсан байсан бөгөөд урхи унтарсан тохиолдолд антиатомууд хаашаа унахыг тодорхойлохыг оролдсон. Харамсалтай нь туршилтын мэдрэмж бага байсан тул хоёрдмол утгагүй хариулт авах боломжгүй байсан: хэтэрхий бага хугацаа өнгөрч, антиатомууд урхинд нааш цааш гүйж, энд тэндгүй устгалын дэгдэлт гарч байв.
Cern-ийн өөр хоёр туршилт нь нөхцөл байдлыг эрс сайжруулахыг амлаж байна: GBAR болон AEGIS. Эдгээр туршилтуудын аль аль нь таталцлын талбарт хэт хүйтэн устөрөгчийн эсрэг үүл хэрхэн унахыг янз бүрийн аргаар шалгах болно. Тэдний хурдатгалыг хэмжихэд хүлээгдэж буй нарийвчлал чөлөөт уналтэсрэг бодисын хувьд - ойролцоогоор 1%. Хоёр суурилуулалт одоогоор угсрах, дибаг хийх шатандаа явж байгаа бөгөөд үндсэн судалгаа 2017 онд эхлэх бөгөөд энэ үед AD антипротон зохицуулагчийг шинэ ELENA хадгалах цагираг нөхөх болно.
Хатуу биет дэх позитроны төлөв байдлын хувилбарууд.
Зураг: nature.com
Позитрон бодис руу орвол юу болох вэ?
Кварцын гадаргуу дээр молекул позитроний үүсэх.
Зураг: Клиффорд М.Сурко / Атомын физик: Эсрэг бодисын шөл
Хэрэв та энэ хүртэл уншсан бол антиматерийн бөөмс энгийн матерт ормогц устаж үгүй болдог: бөөмс болон эсрэг бөөмс алга болж, цацраг болж хувирдаг гэдгийг та аль хэдийн сайн мэдэж байгаа. Гэхдээ энэ нь хэр хурдан болдог вэ? Вакуумаас гарч ирсэн позитрон орж ирсэн гэж төсөөлье хатуу. Анхны атомтай шүргэлцэхэд энэ нь устах уу? Огт шаардлагагүй! Электрон ба позитроныг устгах нь агшин зуурын үйл явц биш юм; энэ нь атомын хэмжүүр дээр удаан хугацаа шаарддаг. Тиймээс позитрон нь материйн хувьд өчүүхэн бус үйл явдлуудаар дүүрэн гэрэлт амьдралаар амьдарч чаддаг.
Нэгдүгээрт, позитрон өнчин электроныг авч, үүсгэж болно холбогдсон төлөв- позитроний (Ps). Тохиромжтой эргэх чиглэлтэй бол позитроний устахаасаа өмнө хэдэн арван наносекунд амьдрах боломжтой. Хатуу биетийн хувьд энэ хугацаанд тэрээр атомуудтай сая сая удаа мөргөлдөх цагтай болно, учир нь тасалгааны температурт позитроний дулааны хурд 25 км/сек орчим байдаг.
Хоёрдугаарт, бодис руу урсах үед позитроний гадаргуу дээр гарч ирж, тэнд наалддаг - энэ бол атомын шингээлтийн позитроник (эсвэл позитроний) аналог юм. Өрөөний температурт энэ нь нэг газар суудаггүй, харин гадаргуугийн дагуу идэвхтэй хөдөлдөг. Хэрэв тийм биш бол гадна гадаргуу, мөн нүх нь нанометрийн хэмжээтэй, дараа нь позитроний дотор удаан хугацаагаар хадгалагддаг.
Цаашид - илүү. Ийм туршилтын стандарт материал болох сүвэрхэг кварцын нүх сүв нь тусгаарлагдаагүй, харин нано сувгаар нэгдсэн сүлжээнд холбогдсон байдаг. Гадаргуугийн дагуу мөлхөж буй халуун позитроний нь олон зуун нүх сүвийг шалгах цаг гаргах болно. Ийм туршилтаар маш их позитрониум үүсч, бараг бүгдээрээ нүх сүв рүү мөлхдөг тул эрт орой хэзээ нэгэн цагт бие биетэйгээ мөргөлдөж, харилцан үйлчилж, заримдаа жинхэнэ молекулуудыг үүсгэдэг - молекул позитрониум, Ps 2. Дараа нь та позитроний хий хэрхэн ажилладаг, позитроний ямар өдөөлттэй төлөвүүд гэх мэтийг судалж болно. Бас цэвэрхэн гэж битгий бодоорой онолын үндэслэл; Эдгээр бүх нөлөөг аль хэдийн туршиж, туршилтаар судалж үзсэн.
Антиматер нь практик хэрэглээтэй юу?
Мэдээжийн хэрэг. Ер нь аливаа физик үйл явц, хэрэв энэ нь бидний ертөнцийн шинэ талыг нээж өгч, нэмэлт зардал шаарддаггүй бол практик хэрэглээг олох нь гарцаагүй. Түүнээс гадна, хэрэв бид энэ үзэгдлийн шинжлэх ухааны талыг нээж, судалж үзээгүй бол бид өөрсдөө төсөөлөхгүй байх байсан.
Эсрэг бөөмийн хамгийн алдартай хэрэглээ бол PET, позитрон ялгаралтын томограф юм. Ерөнхийдөө, цөмийн физикЭмнэлгийн хэрэглээний талаар гайхалтай туршлага байдаг бөгөөд эсрэг бөөмсүүд ч гэсэн тэдний ажлыг хассан байдаг. PET сканнердах үед бага тунгаар агуулсан эм тогтворгүй изотопбогино хугацаанд (минут, цаг) эерэг бета задралаар ялзардаг. Мансууруулах бодис нь дотор хуримтлагддаг зөв даавуу, цөмүүд задарч, позитрон ялгаруулдаг бөгөөд тэдгээр нь ойролцоо устаж, тодорхой энергийн хоёр гамма квант үүсгэдэг. Илрүүлэгч нь тэдгээрийг бүртгэж, ирэх чиглэл, цагийг тодорхойлж, ялзрал болсон газрыг сэргээдэг. Энэ нь материйн тархалтын гурван хэмжээст газрын зургийг өндөр түвшинд гаргах боломжтой болгодог орон зайн нарийвчлалмөн цацрагийн хамгийн бага тунгаар.
Позитроныг мөн материалын шинжлэх ухаанд, жишээлбэл, бодисын сүвэрхэг чанарыг хэмжихэд ашиглаж болно. Хэрэв бодис тасралтгүй байвал хангалттай гүнд агуулагдах позитронууд маш хурдан устаж, гамма туяа ялгаруулдаг. Хэрэв бодисын дотор нано нүх сүв байвал позитроний нүх сүвний гадаргуу дээр наалддаг тул устах нь удааширдаг. Энэхүү сааталыг хэмжсэнээр аливаа бодисын нано сүвэрхэг байдлын зэргийг хүрэлцэхгүй, үл эвдэх аргаар тодорхойлох боломжтой. Энэхүү аргын жишээ болгон нано нүх сүв хэрхэн үүсч, түүнд хэрхэн татагддаг тухай сүүлийн үеийн нэгэн бүтээл бий хамгийн нимгэн давхаргагадаргуу дээр уур хуримтлагдах үед мөс. Үүнтэй төстэй арга нь хагас дамжуулагч талстуудын бүтцийн согог, жишээлбэл, сул орон зай, мултрал зэргийг судлахад ажилладаг бөгөөд материалын бүтцийн ядаргааг хэмжих боломжийг олгодог.
Антипротонууд нь эмнэлгийн хэрэглээтэй байж болно. Одоо CERN-д антипротон цацрагийн амьд эсэд үзүүлэх нөлөөг судалдаг ACE туршилтыг хийж байна. Үүний зорилго нь хорт хавдрын эмчилгээнд антипротоныг ашиглах хэтийн төлөвийг судлах явдал юм.
Бодисоор дамжин өнгөрөхөд ионы туяа ба рентген туяаны энерги ялгарах.
Зураг: Йоханнес Гутлебер / CERN
Энэ санаа нь уншигчийг зуршилгүй айдас төрүүлж магадгүй юм: антипротон туяа амьд хүнийг яаж цохиж чадаж байна аа?! Тийм ээ, энэ нь гүн хавдрыг рентген туяагаар туяарахаас хамаагүй аюулгүй юм! Тусгайлан сонгосон энергийн антипротон туяа нь мэс засалчийн гарт үр дүнтэй хэрэгсэл болж, биеийн гүн дэх хавдрыг шатааж, хүрээлэн буй эдэд үзүүлэх нөлөөллийг багасгах боломжтой болдог. Цацрагийн дор унасан бүх зүйлийг шатаадаг рентген туяанаас ялгаатай нь хүнд цэнэгтэй хэсгүүд бодисоор дамжин өнгөрөхдөө зогсохоосоо өмнө сүүлийн сантиметр дэх энергийн ихэнх хэсгийг ялгаруулдаг. Бөөмийн энергийг тохируулснаар та бөөмс зогсох гүнийг өөрчилж болно; Цацрагийн гол нөлөөг миллиметрээр хэмждэг энэ бүс нутаг юм.
Энэ төрлийн протоны цацраг туяа эмчилгээг дэлхийн олон сайн тоноглогдсон эмнэлгүүдэд эртнээс хэрэглэж ирсэн. Сүүлийн үед тэдний зарим нь протоноос илүү нүүрстөрөгчийн ионуудын цацрагийг ашигладаг ион эмчилгээнд шилжсэн. Тэдний хувьд эрчим хүчний ялгаралын дүр төрх нь илүү ялгаатай бөгөөд энэ нь "эмчилгээний үр нөлөө, гаж нөлөө" хосын үр нөлөөг нэмэгдүүлдэг гэсэн үг юм. Гэхдээ энэ зорилгоор антипротоныг туршиж үзэхийг эртнээс санал болгосоор ирсэн. Эцсийн эцэст тэд бодис руу орохдоо кинетик энергийг орхиод зогсохгүй зогссоны дараа устгадаг - энэ нь энергийн ялгаралтыг хэд хэдэн удаа нэмэгдүүлдэг. Энэ нэмэлт эрчим хүчний ялгарал хаана тогтдог вэ? хэцүү асуулт, мөн эмнэлзүйн туршилтыг эхлүүлэхийн өмнө сайтар хянаж үзэх шаардлагатай.
ACE туршилт яг үүнийг хийдэг. Үүнд судлаачид бактерийн өсгөвөр агуулсан кюветтээр дамжуулан антипротоны цацрагийг дамжуулж, байршил, цацрагийн параметрүүд болон тэдгээрийн оршин тогтнох чадварыг хэмждэг. физик шинж чанарорчин. Энэхүү аргачлалтай, магадгүй уйтгартай техникийн мэдээлэл цуглуулах нь чухал юм эхний шаталиваа шинэ технологи.
Игорь Иванов
Дэлхий дээр болон хиймэл дагуулын тусламжтайгаар бидний илрүүлсэн бараг бүх зүйл бол матери юм. Анти бодисыг дэлхий дээр өндөр энергитэй хурдасгуур ашиглан үйлдвэрлэдэг. Жишээлбэл, антипротон, антидейтерон ба антигелийн цөм, антиатомыг олж авсан.
Антиматерийг одон орны аргыг ашиглан шууд ажиглах боломжгүй, учир нь Антиматерийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүссэн фотонууд нь материйн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүссэн фотонуудаас ялгагдах боломжгүй юм. Шалтгаан нь фотон нь жинхэнэ төвийг сахисан бөөмс ба . Зарчмын хувьд нейтрино ν ба антинейтрино зэргийг ажигласнаар матери нь эсрэг бодисоос ялгагдах боломжтой боловч одоогоор ийм ажиглалт бодитой бус байна.
Хэрэв дэлхийн ойр орчмын орчинд антиматер давамгайлсан бүс нутаг байсан бол энэ нь матери ба антиматерийг устгах явцад үүсдэг γ-квантуудыг устгах хэлбэрээр илрэх ёстой. Антиматераас матери давамгайлахыг дэмжсэн чухал аргумент бол сансрын туяа юм. Эдгээр нь материйн бөөмс - протон, электрон, протон ба нейтроноос бүрдсэн атомын цөм юм.
Өндөр энергитэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд антиматерийн бөөмс үүсэх нь ажиглагдаж байна. сансрын цацрагдэлхийн агаар мандалтай. Эсрэг бөөмс нь эрчим хүчний концентраци ихэссэн хэсэгт үүсдэг. Жишээлбэл, эсрэг бөөмс үүсэх нь идэвхтэй галактикийн цөмд тохиолддог. Дүрмээр бол ийм тохиолдолд эсрэг бодисын бөөмс нь бодисын бөөмстэй хамт гарч ирдэг. Дараагийн шатанд материйн болон антиматерийн бөөмс үүсэх, устах үйл явц явагдана. Жишээлбэл, 1 МэВ-ээс их энергитэй фотон атомын цөмийн талбарт электрон-позитрон хос үүсгэж болно. Үүссэн позитрон нь электронтой тулгарах үед устаж, ихэвчлэн 2, бага ихэвчлэн 3 γ-квант үүсгэдэг.
Орчлон ертөнц дэх антиматерийн оршин тогтнох асуудал нь ертөнцийн үүсэл, хөгжлийн асуудалтай холбоотой физикийн үндсэн асуудал юм.
Байдаг янз бүрийн таамаглалуудАжиглаж болох Орчлон яагаад бараг бүхэлдээ материас тогтдог талаар. Орчлон ертөнцөд антиматер давамгайлдаг хэсгүүд байдаг уу? Анти бодис хэрэглэж болох уу? Матери ба антиматерийн илэрхий тэгш бус байдлын шалтгаан харагдах ертөнцорчин үеийн физикийн хамгийн том тайлагдаагүй нууцуудын нэг. Бөөм ба эсрэг бөөмс хоорондын тэгш бус байдал үүсэх процессыг бариогенез гэж нэрлэдэг.
20-р зууны 50-аад он хүртэл орчлон ертөнцөд ижил хэмжээний матер, антиматер байдаг гэсэн үзэл бодол давамгайлж байв. Гэсэн хэдий ч 60-аад оны дундуур Их тэсрэлтийн онолын чиглэлээр хийсэн ажил энэ үзэл бодлыг ганхуулжээ. Үнэхээр халуун, өтгөн орчлонгийн оршин тогтнох эхний мөчүүдэд бөөмс болон эсрэг бөөмсийн тоо ижил байсан бол тэдгээрийг устгах нь орчлонд зөвхөн цацраг л үлдэх болно. Одоогийн байдлаар ихэнх физикчид Орчлон ертөнц дэх CP тэгш хэмийг зөрчсөний үр дүнд хувьслын эхний мөчүүдэд эсрэг бөөмсөөс арай илүү бөөмс үүссэн гэдэгтэй санал нийлж байна - ойролцоогоор 10 9 бөөмс-эсрэг бөөмийн хос тутамд нэг бөөмс. Үүний үр дүнд устгасны дараа тэнд үлдсэн бага хэмжээтоосонцор.
"Ойрын" орчлон ертөнц дэх материйн давамгайллыг тайлбарлах өөр нэг боломж бол антиматер нь орчлон ертөнцийн алслагдсан, сайн судлагдаагүй бүс нутагт төвлөрсөн гэж үзэх явдал юм. 1979 онд Флойд Стекер матери ба эсрэг бодисын тэгш бус байдал нь Их тэсрэлтийн дараах анхны агшинд матери болон эсрэг бодисууд өөр өөр чиглэлд нисч байх үед аяндаа үүсч болно гэж санал болгосон.
Цахилгаан соронзон цацраг нь матери болон эсрэг бодистой ижилхэн харилцан үйлчилдэг тул гариг, од, галактикууд болон материйн эсрэг бодисууд. цахилгаан соронзон цацрагадилхан харагдах. Тиймээс орчлон ертөнц дэх эсрэг бодисыг хайх өөр аргууд хэрэгтэй. Ийм аргуудын нэг бол антинуклейг ажиглах явдал юм гадаад орон зай. Эдгээр нь массын тоо A > 4-тэй эсрэг цөм байх ёстой. Хэрэв бид дэлхийн ойролцоох антигелийн цөмүүдийг илрүүлж чадвал орчлон ертөнцөд антиматерийн агууламж ихэссэн бүс нутаг байгааг батлах нэлээд хүчтэй нотолгоог олж авах болно.
Бид яагаад эсрэг бодисыг хайхын тулд антигелийн цөм эсвэл илүү хүнд цөм хайх ёстой вэ? Үнэн хэрэгтээ антипротонууд нь хэт релятивист протонууд эсвэл бусад сансрын цацрагийн цөмүүдийн харилцан үйлчлэлийн явцад үүсч болно. Ийм антипротонуудын энергийн спектр (ихэвчлэн хоёрдогч гэж нэрлэдэг) 2 ГэВ мужид хамгийн өргөн хүрээтэй байх ёстой. Анхдагч гэж нэрлэгддэг антипротоны бусад эх үүсвэрүүд нь харанхуй матери нь нейтралинуудаас бүрдэх ёстой гэж үздэг хэт тэгш хэмтэй тоосонцорыг устгах ба/эсвэл "анхдагч" хар нүхний ууршилт байж болно. Нейтралиныг хослон устгаснаар кварк-антикварк тийрэлтэт онгоцууд үүсч, дараа нь адронжиж, антипротонууд үүсдэг. Анхдагч хар нүхнүүд үүссэн байж болох юм эрт орчлон ертөнц. 10 14-15 масстай ийм хар нүхнүүд бөөмсийг нэлээд эрчимтэй ууршуулж чаддаг (Хокингийн цацраг). Ийм анхдагч антипротонуудын бүртгэгдсэн энергийн спектрт оруулах хувь нэмрийг бага энергитэй бүсэд илрүүлэхийг оролдож болно.< 1 ГэВ.
Хоёрдогч антипротонуудын урсгалыг Галактикийн батлагдсан загвараас хамааран тооцоолж болно. Энэ нь ~10 ГэВ-ийн энергийн дээд хэмжээнд хүрдэг. Спектрийн шинж чанарт үндэслэн хэдэн зуун ГэВ хүртэлх энергитэй бүс нутагт хэт тэгш хэмтэй тоосонцор ба/эсвэл WIMP-ийн бариогенез ба/эсвэл устах хоёрын талаар мэдээлэл олж авах найдвар бий.
Сансрын цацрагийн нөлөөн дор антидейтерон үүсэх магадлал бага байдаг. Хоёрдогч антидейтронуудын спектрийг хоёрдогч антипротоны спектртэй харьцуулахад илүү их энерги рүү шилжүүлж, энерги багасах тусам хурдан буурах ёстой. Харанхуй материйн бөөмсийг устгах ба/эсвэл анхдагч хар нүхний ууршилтын үед үүссэн анхдагч антидейтеронуудын хувьд спектрийн дээд хэмжээ нь энергийн хувьд хүлээгдэж байна.< 1 ГэВ.
Таким образом, области первичных и вторичных антидейтронов должны быть хорошо
разделены.
Сансрын цацрагийн нөлөөн дор антигелийн цөм үүсэх магадлал маш бага байна. Үнэн хэрэгтээ үүнийг хийхийн тулд хоёр антипротон ба хоёр антинейтрон нэг газар, бараг нэгэн зэрэг үүсэх ёстой. харьцангуй хурджижиг байх ёстой. 1997 онд Паскаль Шардоннет ийм үйл явдал болох магадлалыг үнэлэв. Түүний тооцоолсноор 10 15 хэт релятивист сансрын туяа протон тутамд нэг антигелийн цөм үүсч болно. Ийм үйл явдлыг хүлээх дундаж хугацаа нь 15 тэрбум жил бөгөөд энэ нь Орчлон ертөнцийн настай дүйцэхүйц юм.
Хэрэв орчлон ертөнцөд хувьслын эхний үе шатанд матери эсвэл антиматер давамгайлж байсан орон зайн бүсүүд үүссэн бол тэдгээр нь салах ёстой, учир нь. Эдгээр мужуудын хил дээр гэрлийн даралт үүсдэг бөгөөд энэ нь бодис ба антиматерийг тусгаарладаг. Матери ба антиматерийн бүсүүдийн зааг дээр аннигиляци үүсч, үүний дагуу устгалын гамма квантууд ялгарах ёстой. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн гамма-туяа дуран нь ийм цацрагийг илрүүлдэггүй. Телескопуудын мэдрэмжинд үндэслэн тооцооллыг хийсэн. Тэдний үзэж байгаагаар антиматерийн бүсүүд 65 сая гэрлийн жилээс илүү ойр байж болохгүй. Иймээс зөвхөн манай галактикт төдийгүй манай галактикийн бөөгнөрөлд ч тийм газар байдаггүй. сүүн замӨөр 50 галактик.
Ийм зайд үүссэн антигелийн бөөмийг бүртгэх нь нарийн төвөгтэй асуудал. Антигелийн цөм ийм хол зайнаас детектор руу нисч, бүртгүүлнэ гэдэг тийм ч амар биш. Ялангуяа галактик болон галактик хоорондын соронзон оронтой орооцолдож, үүссэн газраасаа хол нисдэггүй. Үүнээс гадна антигелиум нь устах аюулд байнга өртөх болно. Эцэст нь хэлэхэд, детектор нь тийм ч том зайнаас амархан цохих тийм том бай биш юм. Тиймээс антигелийн цөмийг илрүүлэх үр ашиг маш бага байдаг.
Антигелийн "аялал" -ын нөхцөлд маш их тодорхойгүй байдал байдаг бөгөөд энэ нь бөөмийг илрүүлэх магадлалыг тооцоолох боломжийг бидэнд олгодоггүй. Хэрэв илрүүлэгч арай илүү мэдрэмтгий байсан бол нээлт хийх байсан байх магадлал үргэлж байдаг.
Бага энергитэй эсрэг цөмийн “аялах” хугацаа нь орчлон ертөнцийн амьдрах хугацаанаас бага байх нь тодорхой юм. Тиймээс өндөр энергитэй антицөмийг агнах шаардлагатай. Үүнээс гадна ийм цөмүүд нь галактикийн сансар огторгуйн салхийг даван туулах илүү боломжуудтай байдаг.
Позитрон ба антипротонуудын хувьд тэдгээр нь антиматерийн таамагласан бүс нутгуудаас ялгарч, дэлхийн ойролцоо хэмжсэн спектрүүдэд хувь нэмэр оруулдаг. Антипротонтой харьцуулахад позитроныг илрүүлэхэд илүү төвөгтэй байдаг. Энэ нь дэвсгэрийн эх үүсвэр болох протоны урсгал нь позитронуудын урсгалаас 10 3-аар их байдагтай холбоотой юм. Антиматерийн бүс нутгаас ирж буй позитронуудын дохиог бусад процессын үр дүнд үүссэн позитронуудын дохиогоор "залгиж" болно. Үүний зэрэгцээ сансрын туяа дахь позитронуудын гарал үүслийг бүрэн мэдэхгүй байна. Сансрын туяанд анхдагч позитрон байдаг уу? Илүүдэл антипротон ба позитрон хоёрын хооронд ямар нэг холбоо байна уу? Нөхцөл байдлыг тодруулахын тулд энергийн өргөн хүрээний позитрон спектрийг хэмжих шаардлагатай.
Бөмбөлөг ашиглан агаар мандлын дээд давхаргад сансрын туяаг судлах багажийг анх 1907 онд Виктор Хесс хөөргөсөн. 1950-иад оны эхэн үе хүртэл сансрын туяаг судлах нь хамгийн их эх сурвалж байв чухал нээлтүүдбөөмийн физикт. 1979 оноос хойш ийм туршилтуудад антипротонууд ажиглагдаж байна (Богомолов, Е.А. нар 1979, Прок. 16th Int. Cosmic Ray Conf. (Киото), 1-р боть, х. 330; Голден, Р. Л. нар 1979, Физик. Илч Летт, 43, 1196). Тэд эсрэг бодис болон харанхуй материйн судалгаанд шинэ боломжуудыг нээж өгчээ.
Саяхныг хүртэл сансар огторгуйн цацрагийн эсрэг бөөмсийн талаархи бараг бүх мэдээллийг агаар мандлын өндөр давхаргад байрлуулсан детекторын тусламжтайгаар олж авдаг байв. бөмбөлөг. Үүний зэрэгцээ сансрын туяатай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд тэдгээрийн үүсэх магадлалыг тооцоолж байснаас илүү олон тооны антипротонууд байсан гэсэн сэжиг гарч ирэв. од хоорондын орчин(хоёрдогч антипротонууд). "Илүүдэл" антипротонуудыг тайлбарлах механизмууд нь антипротонуудын энергийн спектрийн талаар өөр өөр таамаглал өгсөн. Гэвч бөмбөлөг богино хугацаанд нисч, дэлхийн агаар мандлын үлдэгдэл байгаа нь энэ төрлийн туршилт хийх боломжийг хязгаарласан юм. Өгөгдөл нь ихээхэн эргэлзээтэй байсан бөгөөд үүнээс гадна эрчим хүч 20 ГеВ-ээс хэтрээгүй.
Эсрэг бөөмсийг бүртгэхийн тулд 3 тонн жинтэй хүнд мэдрэгчийг ~ 40 км өндөрт өргөх чадвартай том бөмбөлөгүүдийг (3 сая шоо метр) ашигладаг гаднах температур буурах үед гелий . Ихэнх тохиолдолд нислэгийн үргэлжлэх хугацаа 24 цагаас хэтрэхгүй. Нэмж дурдахад, агаар мандлын температур тэгээс 20-25 км хүртэл огцом буурсны дараа нэмэгдэж, ~40 км-ийн өндөрт дээд цэгтээ хүрч, дараа нь дахин буурч эхэлдэг. Гаднах температур буурах тусам бөмбөлгийн эзэлхүүн буурдаг. хамгийн их өндөрөсөлт ~40 км-ээс их байж болохгүй. Энэ өндөрт агаар мандал нэлээд нягт хэвээр байгаа бөгөөд сансрын анхдагч туяа үлдэгдэл агаар мандалтай харилцан үйлчлэх явцад үүссэн хэдэн арван ГэВ энергитэй антипротонуудын урсгал нь галактикийн орчинд үүссэн антипротонуудын урсгалаас давж байна. Илрүүлсэн бөөмсийн өндөр энергийн хувьд алдаа нь найдвартай үр дүнд хүрэхэд хэтэрхий том болдог.
Сүүлийн үед илүү урт (20 хүртэл хоног) нислэг хийж эхэлсэн. Тэд мөн задгай бөмбөлөг ашигладаг боловч туйлын ойролцоо, туйлын өндөр өргөрөгт бөмбөлөг хөөргөсөн тул гелийн алдагдал мэдэгдэхүйц буурсан байна. Гэсэн хэдий ч 40 км-ийн өндөрт нисэх үед тэдний ачааны жин 1 тонноос хэтрэхгүй байна. Хэт урт бөмбөлөг нислэгийг (100 орчим хоног) хэрэгжүүлэхийн тулд хаалттай бөмбөлөг ашиглахаар төлөвлөж байна. Тэд илүү зузаан, илүү жинтэй, гелийг алддаггүй, дотор болон гаднах даралтын зөрүүг тэсвэрлэдэг. Тэд харьцангуй хөнгөн багажийг өргөх чадвартай, 1 тонноос бага жинтэй.
Цагаан будаа. 20.1. Физик тоног төхөөрөмж бүхий бөмбөлөг хөөргөх.
Цагаан будаа. 20.2. BESS-Polar II сансрын цацрагийн мэдрэгч. Нарны хавтан (2) бүхий спектрометр (1).
Туршилтын хүрээнд бөмбөлөг дээрх спектрометр ашиглан антигелийн эрэл хайгуул хийсэн BESS (Бхольцтой Этуршилтхамт Схэт дамжуулалт Сспектрометр) (Зураг 20.2). 1993-2000 онуудад BESS спектрометрийг Канадын хойд хэсэгт агаар мандлын дээд давхаргад олон удаа хөөргөсөн. Нислэгийн үргэлжлэх хугацаа ойролцоогоор нэг өдөр байв. Спектрометрийг байнга сайжруулж, мэдрэмжийг нэмэгдүүлсэн. Энэ цуврал нислэгийн үед олж авсан гелий/антигелийн харьцааны нийт мэдрэмж нь 1-14 ГВ хатуулгийн мужид ~6.8×10-7 байна. BESS-TeV туршилтаар (2001) спектрометрийн хатуулгийн хүрээг 500 ГВ хүртэл нэмэгдүүлж, 1.4×10 −4 мэдрэмжтэй болсон. 2004-2008 онд статистикийг нэмэгдүүлэх. Антарктидад дэвшилтэт спектрометрийн (0.6-20 ГВ) олон өдрийн нислэг хийсэн. 2004-2005 онд 8.5 хоног үргэлжилсэн BESS-Polar I нислэгийн үеэр 8 × 10 -6 мэдрэгчтэй болсон. 2007-2008 онд BESS-Polar II нислэгийн үеэр (хэмжилтийн үргэлжлэх хугацаа 24.5 хоног) 9.8×10-8 мэдрэгчтэй болсон. BESS-ийн бүх нислэгийг харгалзан үзэхэд нийт мэдрэмж нь 6.7 × 10 -8-д хүрсэн. Ганц ч антигелийн цөм олдсонгүй.
BESS-Polar II нислэгт ашигласан соронзон спектрометр нь хэт нимгэн ханатай хэт дамжуулагч соленоид соронз, төв ажиглагч (JET/IDC), нислэгийн цаг (TOF) годоскоп, Черенков илрүүлэгчээс бүрдэнэ. Зураг 20.3).
Цагаан будаа. 20.3. BESS-Polar II туршилтын спектрометрийн зүсэлт.
Нислэгийн цагийн годоскоп нь хурд (β) болон эрчим хүчний алдагдлыг (dE/dx) хэмжих боломжийг олгодог. Энэ нь 10 ба 12 сцинтилляцийн туузаас (100 × 950 × 10 мм) бүрдсэн дээд ба доод хуванцар сцинтилляцын тоолуураас бүрдэнэ. Нислэгийн цагийн системийн цаг хугацааны нарийвчлал нь ~70 ps байна. Нэмж дурдахад гурав дахь сцинтилляцийн тоолуур (Middle-TOF) байдаг бөгөөд энэ нь соленоидын дотор байрладаг бөгөөд 64 хуванцар сцинтиллятор саваагаас бүрддэг. Энэ нь соленоидын доод хэсгээр нисч чадахгүй байгаа тоосонцороос болж бүртгэлийн энергийн босгыг бууруулах боломжийг танд олгоно.
Дрифтийн камерууд нь жигд соронзон орон дээр байрладаг. Тус бүр нь 200 мкм-ийн нарийвчлалтай 28 цэгийг ашиглан спектрометр рүү нисч буй бөөмийн траекторийн муруйлтыг тооцоолсон бөгөөд энэ нь түүний соронзон хөшүүн чанар R = pc/Ze болон цэнэгийн тэмдгийг тодорхойлох боломжтой болгодог.
Аэргелийн Черенковын тоолуур нь антипротон ба антидейтеронуудаас дохиог e - / μ - дэвсгэрээс салгах боломжийг олгодог.
Цагаан будаа. 20.4. BESS суурилуулалт дахь тоосонцорыг тодорхойлох.
Бөөмүүдийг массаар тодорхойлно (Зураг 20.4), энэ нь нислэгийн цагийг тоолуур болон шилжилтийн камер ашиглан хэмжсэн хатуулаг R, бөөмийн хурд β, энергийн алдагдал dE/dx-тай холбоотой.
Үүний тулд dE/dx – |R| хоёр хэмжээст тархалт дээр харгалзах бүс нутгийг тодорхойлсон. ба β -1 - R.
Дэлхийн антипротоны цацрагийн бүс
PAMELA-гийн хамтын ажиллагаа нь Өмнөд Атлантын аномалийн бүсэд дэлхийг тойрсон цацрагийн бүсийг илрүүлсэн. Антипротон ба протоны спектрийг цацрагийн бүс болон цацрагийн бүсээс гадуур шууд хэмжсэн (Зураг 20.5, 20.6).
Цилиндр болон хиймэл дагуул дээр суурилуулсан детекторын суурилуулалтаар бүртгэгдсэн антипротонууд нь хоёрдогч гарал үүсэлтэй болохыг харуулж байна. Эдгээр нь галактикийн сансрын цацрагуудын од хоорондын бодис эсвэл агаар мандалтай pp → ppp урвалын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг. Гэсэн хэдий ч илүү их хувь нэмэр нь альбедо антинейтронуудын (урсгал нь дэлхийгээс чиглэсэн антинейтронууд) задралын үр дүнд үүсдэг.
ppn → ppn .
Эдгээр антинейтронууд нь геомагнитын талбайг дайран задарч, антипротон үүсгэдэг → + e + + ν e. Үүссэн антипротонуудын зарим нь соронзон мандалд баригдаж, антипротоны цацрагийн бүсийг үүсгэдэг. Протоны цацрагийн бүслүүрийн гол эх үүсвэр нь альбедо нейтроны задрал байдагтай адил антинейтронуудын задрал нь антипротоны бүс үүсэхэд хүргэдэг.
Туршилтын мэдээллээс үзэхэд цацрагийн бүс дэх антипротоны нягтрал нь цацрагийн бүсээс гадуур байгаа антипротонуудын нягтаас 3-4 дахин их байна. Галактикийн сансрын цацрагуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд шууд үүссэн антипротоны спектрийн хэлбэр нь антипротоны цацрагийн бүсийн гаднах антипротоны спектрийн хэлбэртэй бараг давхцдаг.
Орчлон ертөнц дэх эсрэг бодисыг илрүүлэх асуудал шийдэгдээгүй байна. Ферми болон бусад хүмүүсийн сансрын телескопуудын хөтөлбөрт антиматерийн идэвхтэй хайлтыг тусгасан болно.
Анти бодис нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлийн сэдэв байсаар ирсэн. "Тэнгэр элч нар ба чөтгөрүүд" ном болон кинонд профессор Лангдон Ватиканыг эсрэг бодисын тэсрэх бөмбөгөөс аврахыг оролддог. Star Trek-ийн Starship Enterprise нь аялахдаа устгах антиматерийн хөдөлгүүрийг ашигладаг илүү хурдан хурдСвета. Гэхдээ эсрэг бодис бол бидний бодит байдлын объект юм. Эсрэг бодисын бөөмс нь эсрэг цэнэг, ээрэх хөдөлгөөнийг тээж байгаагаас бусад нь материаллаг хамтрагчидтайгаа бараг ижил байдаг. Антиматер материтай тулгарах үед тэд эрчим хүч болон хувирдаг бөгөөд энэ нь уран зохиол байхаа больсон.
Антиматерийн бөмбөг, ижил түлшээр ажилладаг хөлөг онгоцууд хараахан практик боломжоор хангагдаагүй ч таныг гайхшруулж, эсвэл урьд өмнө мэдэж байсан зүйлийнхээ талаар санах ойг сэргээх антиматерийн талаар олон баримт бий.
1. Антиматер Их тэсрэлтийн дараа орчлонгийн бүх бодисыг устгах ёстой байсан
Онолоор бол Их тэсрэлт нь матери болон эсрэг бодисыг тэнцүү хэмжээгээр бий болгосон. Тэд уулзах үед харилцан сүйрэл, устаж үгүй болж, зөвхөн цэвэр энерги л үлддэг. Үүн дээр үндэслэн бид байх ёсгүй.
Гэхдээ бид оршин байдаг. Физикчдийн мэдэж байгаагаар энэ нь нэг тэрбум бодис-эсрэг бодис хос тутамд нэг нэмэлт материйн бөөм байдагтай холбоотой юм. Физикчид энэхүү тэгш бус байдлыг тайлбарлахыг хичээж байна.
2. Антиматер таны бодож байгаагаас ч илүү ойр байдаг
Бага хэмжээний антиматерууд сансрын туяа, сансрын энергийн бөөмс хэлбэрээр дэлхий дээр байнга бороо орж байдаг. Эдгээр антиматерийн тоосонцор манай агаар мандалд нэгээс зуу хүртэлх түвшинд хүрдэг квадрат метр. Эрдэмтэд аянга цахилгаантай борооны үед эсрэг бодис үүсдэг гэсэн нотолгоо бас бий.
Антиматерийн өөр эх сурвалжууд бидэнд илүү ойр байдаг. Жишээлбэл, гадил жимс нь ойролцоогоор 75 минут тутамд нэг позитрон буюу электронтой тэнцэх антиматер ялгаруулж, эсрэг бодис үүсгэдэг. Учир нь гадил жимсэнд байгалийн гаралтай калийн изотоп болох кали-40 бага хэмжээгээр агуулагддаг. Кали-40-ийн задрал нь заримдаа позитрон үүсгэдэг.
Бидний биед кали-40 агуулагддаг бөгөөд энэ нь позитрон ялгаруулдаг гэсэн үг юм. Антиматер нь бодистой харьцахдаа шууд устдаг тул эдгээр эсрэг бодисууд тийм ч удаан амьдардаггүй.
3. Хүмүүс маш бага антиматер үүсгэж чадсан
Антиматер болон материйг устгах нь асар их хэмжээний энерги ялгаруулах чадвартай. Нэг грамм антиматер цөмийн бөмбөгний хэмжээтэй дэлбэрэлт үүсгэж болно. Гэсэн хэдий ч хүмүүс эсрэг бодисыг тийм ч их гаргаагүй тул айх зүйл байхгүй.
Фермилабын Теватрон бөөмийн хурдасгуур дээр бүтээгдсэн бүх антипротонууд бараг 15 нанограмм хүртэл хэмжинэ. CERN өнөөг хүртэл ердөө 1 нанограмм үйлдвэрлэсэн байна. Герман дахь DESY-д - 2 нанограммаас илүүгүй позитрон.
Хэрвээ хүний бүтээсэн бүх эсрэг бодисыг тэр дор нь устгасан бол түүний энерги нь аяга цай буцалгахад ч хүрэлцэхгүй байх байсан.
Асуудал нь эсрэг бодисыг үйлдвэрлэх, хадгалах үр ашиг, зардалд оршдог. 1 грамм антиматер үүсгэхийн тулд ойролцоогоор 25 сая киловатт цаг эрчим хүч шаардагдах бөгөөд нэг сая гаруй долларын өртөгтэй. Антиматер заримдаа хамгийн олон арван зүйлийн жагсаалтад ордог нь гайхах зүйл биш юм үнэтэй бодисуудманай ертөнцөд.
4. Эсрэг бодисын урхи гэж нэг зүйл байдаг
Антиматерийг судлахын тулд түүнийг материтай хамт устгахаас урьдчилан сэргийлэх хэрэгтэй. Эрдэмтэд үүнийг хийх хэд хэдэн аргыг олсон.
Позитрон ба антипротон гэх мэт цэнэглэгдсэн эсрэг бодисын бөөмсийг Пеннингийн урхи гэж нэрлэдэг зүйлд хадгалж болно. Эдгээр нь жижиг хэсгүүдийн хурдасгагчтай адил юм. Тэдгээрийн дотор хэсгүүд нь спираль хэлбэрээр хөдөлж, соронзон болон цахилгаан орон нь тэднийг хавхны ханатай мөргөлдөхөөс хамгаалдаг.
Гэсэн хэдий ч Пеннинг урхи нь устөрөгчийн эсрэгтөрөгч гэх мэт төвийг сахисан хэсгүүдэд ажиллахгүй. Тэдгээр нь цэнэггүй тул эдгээр бөөмсийг цахилгаан талбараар хязгаарлах боломжгүй юм. Тэдгээр нь соронзон орон бүх чиглэлд хүчтэй болдог орон зайн бүсийг бий болгох замаар ажилладаг Ioffe хавханд байдаг. Антиматерийн бөөмс нь хамгийн сул соронзон оронтой бүсэд гацдаг.
Дэлхийн соронзон орон нь антиматерийн урхины үүрэг гүйцэтгэдэг. Антипротонууд дэлхийн эргэн тойронд тодорхой бүсүүд болох Ван Аллений цацрагийн бүсээс олдсон.
5. Эсрэг бодис унаж болно (шууд утгаараа)
Бодис ба эсрэг бодисын бөөмс нь ижил масстай боловч цахилгаан цэнэг, спин зэрэг шинж чанараараа ялгаатай. Стандарт загварТаталцал нь матер болон антиматерт адил тэгш үйлчлэх ёстой гэж таамаглаж байгаа боловч үүнийг баттай харах хэрэгтэй. AEGIS, ALPHA, GBAR зэрэг туршилтууд үүн дээр ажиллаж байна.
үзэх таталцлын нөлөөАнтиматерийг жишээ болгон авч үзвэл, алим модноос унахыг харах шиг тийм ч энгийн зүйл биш юм. Эдгээр туршилтууд нь эсрэг бодисыг барих эсвэл түүнээс дээш температурт хөргөх замаар удаашруулахыг шаарддаг үнэмлэхүй тэг. Тэгээд ч таталцал бол хамгийн сул дорой юм үндсэн хүчнүүд, физикчид эдгээр туршилтуудад илүү их бодистой харилцан үйлчлэхээс сэргийлэхийн тулд төвийг сахисан эсрэг бодисыг ашиглах ёстой. хүчирхэг хүчцахилгаан.
6. Бөөм зохицуулагчид эсрэг бодисыг судалж байна
Та бөөмийн хурдасгуурын талаар сонсож байсан уу, мөн бөөмийн зохицуулагчийн талаар сонссон уу? CERN нь Антипротоныг удаашруулагч хэмээх машинтай бөгөөд цагираг дахь антипротонуудыг барьж, удаашруулж, шинж чанар, зан төлөвийг нь судалдаг.
Том адрон мөргөлдүүлэгч гэх мэт цагираг хэлбэртэй бөөмийн хурдасгуурт бөөмс тойрог хийх бүрдээ эрч хүчтэй нэмэгддэг. Зохицуулагчид эсрэгээр ажилладаг: бөөмсийг хурдасгахын оронд эсрэг чиглэлд түлхдэг.
7. Нейтрино нь өөрсдийн эсрэг бөөмс байж болно
Материйн бөөмс болон түүний эсрэг бодис нь эсрэг цэнэгтэй тул тэдгээрийг ялгахад хялбар болгодог. Бодистой бараг харьцдаггүй бараг массгүй бөөмс болох нейтрино цэнэггүй байдаг. Эрдэмтэд эдгээр нь өөрсдийн эсрэг бөөмс болох таамаглалын анги болох Majorana бөөмс байж магадгүй гэж үзэж байна.
Majorana Demonstrator, EXO-200 зэрэг төслүүд нь нейтриногүй давхар бета задралын үйл ажиллагааг ажиглах замаар нейтрино нь үнэхээр мажораны бөөмс мөн эсэхийг тодорхойлох зорилготой юм.
Зарим цацраг идэвхт цөмнэгэн зэрэг задарч, хоёр электрон, хоёр нейтрино ялгаруулдаг. Хэрэв нейтрино нь тэдний эсрэг бөөмс байсан бол давхар задралын дараа устаж, эрдэмтдэд зөвхөн электрон ажиглалт үлдээх байсан.
Majorana neutrinos-ийн эрэл хайгуул нь яагаад бодис-эсрэг бодисын тэгш бус байдал байдгийг тайлбарлахад тусална. Физикчид голын нейтрино нь хүнд эсвэл хөнгөн байж болно гэж үздэг. Өнөөдөр хөнгөн нь байдаг, харин хүнд нь Их тэсрэлтийн дараа шууд бий болсон. Хүнд мажорана нейтрино нь тэгш хэмт бусаар задарч, бидний орчлон ертөнцийг дүүргэсэн өчүүхэн хэмжээний матери гарч ирэв.
8. Анти бодисыг анагаах ухаанд хэрэглэдэг
PET, PET (позитрон ялгаруулалтын топографи) нь биеийн дүрсийг гаргахын тулд позитроныг ашигладаг өндөр нарийвчлалтай. Позитрон ялгаруулдаг цацраг идэвхт изотопууд (бидний гадил жимснээс олддог шиг) химийн бодисуудбиед агуулагдах глюкоз шиг. Тэдгээрийг цусны урсгал руу тариулж, позитрон ялгаруулж, байгалийн жамаар ялзардаг. Эдгээр нь эргээд биеийн электронуудтай уулзаж, устгадаг. Устгах нь гамма туяа үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дүрсийг бүтээхэд ашиглагддаг.
CERN-ийн ACE төслийн эрдэмтэд хорт хавдрыг эмчлэх боломжит нэр дэвшигчийн эсрэг бодисыг судалж байна. Эмч нар бөөмийн цацрагийг хавдар руу чиглүүлж, эрүүл эдийг аюулгүйгээр дамжсаны дараа л энерги ялгаруулдаг болохыг аль хэдийн олж мэдсэн. Антипротоныг ашиглах нь нэмэлт эрчим хүчийг нэмэгдүүлэх болно. Энэ арга нь шишүүхэйг эмчлэхэд үр дүнтэй болох нь тогтоогдсон боловч хүмүүст хараахан туршиж үзээгүй байна.
9. Эсрэг бодис сансарт нуугдаж байж магадгүй
Эрдэмтэд материйн эсрэг бодисын тэгш бус байдлын асуудлыг шийдэх гэж оролдож буй нэг арга бол Их тэсрэлтийн үед үлдсэн эсрэг бодисыг хайх явдал юм.
Альфа соронзон спектрометр (AMS) нь олон улсын төвд байрладаг бөөмс илрүүлэгч юм сансрын станцмөн ийм тоосонцор хайдаг. AMS агуулсан соронзон оронтэр замыг нугалж байна сансрын хэсгүүдмөн бодисыг эсрэг бодисоос салгах. Түүний детекторууд нь ийм бөөмсийг өнгөрөхөд нь илрүүлж, таних ёстой.
Сансар огторгуйн цацрагийн мөргөлдөөн нь ихэвчлэн позитрон ба антипротон үүсгэдэг боловч энэ үйл явцад асар их энерги шаардагдах тул антигелийн атом үүсэх магадлал маш бага хэвээр байна. Энэ нь нэг ч гэсэн антигелийн цөмийг ажиглах нь орчлон ертөнцийн бусад хэсэгт асар их хэмжээний антиматер байдгийн хүчтэй нотолгоо болно гэсэн үг юм.
10. Хүмүүс яг үнэндээ сансрын хөлөгт эсрэг бодисын түлшээр хэрхэн ажиллах талаар судалж байна.
Маш бага антиматер үүсгэж болно асар их хэмжэээрчим хүч, энэ нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт футурист хөлөг онгоцны түгээмэл түлш болгодог.
Эсрэг бодис пуужин хөдөлгөх нь таамаглалаар боломжтой; Гол хязгаарлалт бол цуглуулга юм хангалттай тоо хэмжээИйм зүйл тохиолдохын тулд эсрэг бодис.
Ийм хэрэглээнд шаардагдах хэмжээгээр эсрэг бодисыг бөөнөөр үйлдвэрлэх, цуглуулах технологи хараахан байхгүй байна. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд яг энэ эсрэг бодисыг ийм хөдөлгөөн, хадгалалтыг дуурайхаар ажиллаж байна. Хэзээ нэгэн цагт бид их хэмжээний эсрэг бодис үйлдвэрлэх арга олбол тэдний судалгаа од хоорондын аялалыг бодит болгоход тусална.
АНТИМАТЕР,цөм нь сөрөг цахилгаан цэнэгтэй, позитроноор хүрээлэгдсэн атомуудаас бүрдэх бодис - эерэг цахилгаан цэнэгтэй электронууд. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц бүрэлдэн тогтсон энгийн материйн хувьд эерэг цэнэгтэй цөмүүд сөрөг цэнэгтэй электронуудаар хүрээлэгдсэн байдаг. Энгийн бодисыг антиматераас ялгахын тулд заримдаа зоос гэж нэрлэдэг (Грек хэлнээс. коино- энгийн). Гэсэн хэдий ч энэ нэр томъёог Оросын уран зохиолд бараг ашигладаггүй. Антиматер нь мөн бодис, түүний нэг төрөл учраас "эсрэг бодис" гэсэн нэр томъёо нь бүрэн зөв биш гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Антиматери нь ижил инерцийн шинж чанартай бөгөөд энгийн бодистой адил таталцлыг үүсгэдэг.
Матери ба антиматерийн тухай ярихдаа анхан шатны (батомын доорх) бөөмсөөс эхлэх нь логик юм. Энгийн бөөмс бүр эсрэг бөөмстэй байдаг; аль аль нь бараг ижил шинж чанартай, гэхдээ тэдгээр нь эсрэг цахилгаан цэнэгтэй байдаг. (Хэрэв бөөм нь төвийг сахисан бол эсрэг бөөмс нь мөн төвийг сахисан боловч бусад шинж чанараараа ялгаатай байж болно. Зарим тохиолдолд бөөмс болон эсрэг бөөмс нь хоорондоо ижил байдаг.) Иймд электрон сөрөг цэнэгтэй бөөм нь позитрон ба эерэг цэнэгтэй протоны эсрэг бөөмс нь сөрөг цэнэгтэй антипротон юм. Позитроныг 1932 онд, антипротоныг 1955 онд; Эдгээр нь нээсэн анхны эсрэг бөөмс байв. Эсрэг бөөмс байдаг гэдгийг 1928 онд Английн физикч П.Дирак квант механикийн үндсэн дээр таамаглаж байжээ.
Электрон ба позитрон мөргөлдөх үед тэд устаж үгүй болно, өөрөөр хэлбэл. бөөмс хоёулаа алга болж, мөргөлдөх цэгээс хоёр гамма туяа ялгардаг. Хэрэв мөргөлдөж буй бөөмс бага хурдтай хөдөлдөг бол гамма квант бүрийн энерги 0.51 МэВ байна. Энэ энерги нь электроны "амрах энерги" буюу энергийн нэгжээр илэрхийлэгддэг түүний тайван масс юм. Хэрэв мөргөлдөж буй бөөмс өндөр хурдтай хөдөлдөг бол гамма цацрагийн энерги нь тэдний кинетик энергийн улмаас илүү их байх болно. Протон антипротонтой мөргөлдөх үед устах нь бас тохиолддог боловч энэ тохиолдолд үйл явц нь илүү төвөгтэй байдаг. Харилцан үйлчлэлийн завсрын бүтээгдэхүүн болох хэд хэдэн богино хугацааны тоосонцор үүсдэг; Гэсэн хэдий ч хэдхэн микросекундын дараа нейтрино, гамма туяа болон цөөн тооны электрон-позитрон хосууд хувирлын эцсийн бүтээгдэхүүн хэвээр үлдэнэ. Эдгээр хосууд эцэст нь устгаж, нэмэлт гамма туяа үүсгэдэг. Аннигиляци нь антинейтрон нь нейтрон эсвэл протонтой мөргөлдөх үед тохиолддог.
Эсрэг бөөмс байдаг тул эсрэг бөөмсөөс эсрэг бөөм үүсч болох уу гэсэн асуулт гарч ирнэ. Энгийн бодисын атомын цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог. Хамгийн энгийн цөм нь энгийн устөрөгчийн 1 H изотопын цөм юм; энэ нь нэг протоныг төлөөлдөг. Дейтерийн 2Н цөм нь нэг протон, нэг нейтроноос бүрдэнэ; үүнийг детерон гэж нэрлэдэг. Энгийн цөмийн өөр нэг жишээ бол хоёр протон, нэг нейтроноос бүрдэх 3 He цөм юм. Антипротон ба антинейтроноос бүрдэх антидейтероныг 1966 онд лабораторид олж авсан; Хоёр антипротон, нэг антинейтроноос бүрдэх анти-3He цөмийг анх 1970 онд олж авсан.
Орчин үеийн бөөмийн физикийн дагуу зохих техникийн хэрэгслээр бүх энгийн цөмийн эсрэг цөмийг олж авах боломжтой болно. Хэрэв эдгээр антицөмүүд нь зохих тооны позитроноор хүрээлэгдсэн бол тэд эсрэг атом үүсгэдэг. Антиатомууд нь энгийн атомуудтай бараг ижил шинж чанартай байх болно; тэдгээр нь молекулуудыг үүсгэж, тэдгээрээс хатуу, шингэн, хий, түүний дотор органик бодисууд үүсч болно. Жишээлбэл, хоёр антипротон ба нэг хүчилтөрөгчийн цөм найман позитронтой хамт энгийн усны H 2 O-той төстэй усны эсрэг молекулыг үүсгэж болох ба молекул бүр нь устөрөгчийн хоёр протон, нэг хүчилтөрөгчийн цөм, найман электроноос бүрддэг. Орчин үеийн бөөмийн онол нь эсрэг ус нь 0 ° C-т хөлдөж, 100 ° C-т буцалгаж, өөрөөр хэлбэл энгийн ус шиг аашилна гэж таамаглах боломжтой. Ийм үндэслэлийг үргэлжлүүлбэл, бид эсрэг бодисоор бүтээгдсэн эсрэг ертөнц нь бидний эргэн тойрон дахь энгийн ертөнцтэй маш төстэй байх болно гэсэн дүгнэлтэд хүрч чадна. Энэхүү дүгнэлт нь орчлон ертөнц ижил хэмжээний энгийн матери ба эсрэг бодис агуулдаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн тэгш хэмтэй ертөнцийн онолуудын эхлэлийн цэг болдог. Бид түүний ердийн материас бүрдэх тэр хэсэгт амьдардаг.
Хэрэв эсрэг төрлийн хоёр ижил бодисыг хооронд нь холбож өгвөл позитронтой электронууд, эсрэг цөмтэй цөмүүд устах болно. Энэ тохиолдолд гамма квантууд гарч ирэх бөгөөд гадаад төрхөөр нь юу болж байгааг шүүж болно. Дэлхий бол ердийн бодисоос тогтдог тул том хурдасгуур болон сансрын туяанд үүссэн цөөн тооны эсрэг бөөмсийг эс тооцвол түүнд мэдэгдэхүйц хэмжээний эсрэг бодис байдаггүй. Энэ нь бүхэл бүтэн нарны аймагт хамаарна.
Ажиглалтаас харахад манай Галактикийн хязгаарлагдмал хэмжээний гамма цацраг үүсдэг. Үүнээс үзэхэд түүний дотор мэдэгдэхүйц хэмжээний антиматер байхгүй гэж олон судлаачид дүгнэжээ. Гэхдээ энэ дүгнэлт нь маргаангүй зүйл биш юм. Жишээлбэл, ойролцоох өгөгдсөн од нь матери эсвэл эсрэг бодисоос бүрдэх эсэхийг тодорхойлох арга одоогоор байхгүй байна; эсрэг бодис од нь ердийн одтой яг ижил спектрийг ялгаруулдаг. Цаашилбал, одны эргэн тойрон дахь орон зайг дүүргэх, одтой ижил төстэй ховор бодис нь эсрэг төрлийн бодисоор дүүрсэн хэсгүүдээс тусгаарлагдсан байх магадлалтай - маш нимгэн өндөр температурт "Лейденцэвдэг давхаргууд". Тиймээс бид эс бүр нь матери эсвэл эсрэг бодис агуулсан од хоорондын болон галактик хоорондын орон зайн "эсийн" бүтцийн тухай ярьж болно. Соронзон мандал ба гелиосфер (гараг хоорондын орон зай) нь эсийн бүтэцтэй болохыг харуулсан орчин үеийн судалгаагаар энэхүү таамаглалыг баталж байна. Өөр өөр соронзлолтой, заримдаа өөр өөр температур, нягтралтай эсүүд нь маш нимгэн гүйдлийн бүрхүүлээр тусгаарлагддаг. Энэ нь эдгээр ажиглалтууд нь манай Галактикийн дотор ч эсрэг бодис оршин тогтнохтой зөрчилддөггүй гэсэн гаж дүгнэлтэд хүргэж байна.
Хэрэв өмнө нь антиматер байдаг гэсэн итгэл үнэмшилтэй аргументууд байгаагүй бол одоо рентген болон гамма-туяа одон орон судлалын амжилтууд нөхцөл байдлыг өөрчилсөн. Эрчим хүчний асар их, ихэвчлэн эмх замбараагүй ялгаралтай холбоотой үзэгдлүүд ажиглагдсан. Ийм энерги ялгаруулах эх үүсвэр нь устах байсан байх.
Шведийн физикч О.Клейн матери ба эсрэг бодисын тэгш хэмийн таамаглалд үндэслэн сансар судлалын онолыг боловсруулж, орчлон ертөнцийн хувьсал, галактикийн бүтэц үүсэхэд устах процесс шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна.
Гол өөр онол болох "их тэсрэлтийн" онол нь ажиглалтын мэдээлэлтэй ноцтой зөрчилдөж байгаа нь улам бүр тодорхой болж байгаа бөгөөд "тэгш хэмийн сансар судлал" ойрын ирээдүйд сансар судлалын асуудлыг шийдвэрлэхэд гол байр суурийг эзлэх төлөвтэй байна.
