На Солнце нашли антиматерию
Вспышки на Солнце. Фото NASA с сайта www.sciam.com
Антивещество - большая редкость в известной нам части Вселенной. Для изучения антивещества в земных условиях приходится ускорять частицы до рекордных скоростей и сталкивать их вместе, чтобы получить считанные атомы этого экзотического вида материи. Причем существовать до аннигиляции эти чуждые нашему миру атомы могут лишь весьма непродолжительное время. А вот солнечные вспышки - энергетические выбросы, которым нет равных по мощности в Солнечной системе (крупнейшие из них высвобождают столько же энергии, сколько миллиард мегатонных ядерных бомб), - в смысле производства антивещества оказались намного более эффективны. В результате детального изучения этого феномена выяснилось, что каждый такой взрыв может создавать до полукилограмма антивещества (этого достаточно, чтобы удовлетворить энергетические потребности всех Соединенных Штатов на протяжении двух дней). Кроме того, солнечное антивещество ведет себя иначе, чем можно было бы ожидать...
Роберт Лин (Robert Lin), профессор из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги использовали спутник NASA под названием RHESSI (Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager - солнечный спектрограф высоких энергий), чтобы изучить взрыв на Солнце 23 июля 2002 года. RHESSI ловил гамма-лучи, которые испускаются при аннигиляции антивещества с частицами обычного вещества в солнечной атмосфере. Гамма- и рентгеновское излучение - самые высокоэнергетичные формы света, причем гамма-лучи расположены на самом верху этой энергетической шкалы, они несут в миллионы и миллиарды раз больше энергии, чем фотоны видимого света. "Мы получили изображение вспышки в совершенно новом диапазоне, невидимом для человеческих глаз, так что ожидали новых открытий. И RHESSI оправдал наши ожидания уже дважды", - говорит Роберт Лин.
Согласно современным теориям, солнечные вспышки порождают некоторое количество антивещества в плотных слоях солнечной атмосферы вследствие того, что там, как и в ускорителе, присутствует достаточное для этого число частиц, разогнанных до высоких скоростей и испытывающих частые соударения. Но поскольку родившееся таким образом антивещество почти немедленно обращается в потоки фотонов, сталкиваясь с обычным веществом и аннигилируя, исследователи не ожидали, что оно все-таки сможет покинуть эти плотные слои - место своего рождения. Поэтому-то их так и удивило свидетельство присутствия (собственно, разрушения) антивещества в высоких разреженных слоях солнечной атмосферы (где плотность вещества в 1000 раз ниже, чем в собственно "фабрике антивещества").
Остается не совсем ясным, переносится ли антивещество из одной области Солнца в другую или оно рождается непосредственно уже в верхних слоях солнечной атмосферы. Еще более интригующим выглядит тот факт, что взрывы осуществляют своеобразную сортировку этих частиц, ускоряемых до околосветовых скоростей. Сортировка производится в зависимости от масс или электрических зарядов частиц, но механизм ее пока не раскрыт.
Крэйг ДеФорест (Craig DeForest) из Юго-западного научно-исследовательского института в Колорадо (South West Research Institute in Boulder, Colorado) комментирует это так: "Подобный результат столь же удивителен, как если бы золотоискатели взорвали утес и обнаружили при этом, что взрыв отбросил всю грязь в одном направлении, а все золото - в другом".
Источники:
Solar Flare Serves Up Antimatter Surprises - Scientific American
Antimatter factory on Sun yields clues to explosions - NASA-GSFC News Release
Ссылка:
Получены изображения малоизученного излучения Солнца
Обсудить
Справка
Аннигиляция вещества и антивещества
Один из самых важных источников образования гамма-излучения - процесс аннигиляции вещества и антивещества. Например, при аннигиляции покоящихся электрона и позитрона образуются два гамма-кванта, энергия каждого из которых равна энергии покоя электрона. Аннигиляция вещества и антивещества является одним из самых эффективных процессов преобразования энергии частиц в излучение, так как в процессе аннигиляции происходит преобразование полной энергии частиц, состоящей из кинетической и энергии покоя. При аннигиляции электрона и позитрона образуется либо два фотона, каждый с Е = 0,511 МэВ, либо три фотона с непрерывным частотным спектром. Аннигиляция протонов и антипротонов сопровождается образованием большого числа мезонов, в том числе и нейтральных, которые распадаются на гамма-фотоны.
(Космология и релятивистские объекты)
Аннигиляционное излучение обнаружено в спектрах вспышек на Солнце, в излучении галактического центра и космических гамма-всплесках. Аннигиляционное излучение солнечных вспышек наблюдалось на спутниках OSO-7 (США, 1972) и SMM (США, 1980, 1982). Аннигилирующие позитроны образуются, по-видимому, при распаде радиоактивных ядер и пи-мезонов, возникающих при ядерных взаимодействиях ускоренных во вспышке ионов с солнечным веществом.
(Физическая энциклопедия)
Статьи по теме
На Солнце нашли антиматерию
Для изучения антивещества в земных условиях приходится ускорять частицы до рекордных скоростей и сталкивать их вместе, чтобы получить считанные атомы этого экзотического для нас вида материи. Причем существовать до аннигиляции эти чуждые нашему миру атомы могут лишь весьма непродолжительное время. А вот Солнце в смысле производства антивещества оказалось намного более эффективно. Кроме того, солнечное антивещество ведет себя иначе, чем можно было бы ожидать.
Физики открыли "мятежную" субатомную частицу
На линейном ускорителе в Стэнфорде идентифицировали новую субатомную частицу Ds (2317). Эта частица представляет из себя необычный "сплав" "очарованного" кварка и "странного" антикварка. Ее масса оказалась существенно ниже, чем можно было бы ожидать. В качестве альтернативы рассматривается и такая возможность: частица могла бы быть в новом, до настоящего времени невиданном состоянии - ассоциация четырех кварков.
Астрономы обнаружили "потерявшиеся" барионы
Астрономы обнаружили новый тип разогретого межгалактического газа, с помощью которого можно локализовать невидимое присутствие темного вещества во Вселенной. Газовое облако, в триллион раз массивнее, чем наше Солнце, и в 150 раз более горячее, окружает нашу местную группу галактик, в которую входит Млечный путь, туманность Андромеды и еще приблизительно 30 мелких галактик.
Кокон вокруг миллисекундного пульсара Черная Вдова
Изображение таинственного пульсара Черная Вдова, полученное "Чандрой", позволило разглядеть удлиненный "кокон" из высокоэнергетических частиц вокруг этого объекта. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой даже относительно слабо намагниченные старые нейтронные звезды могут производить мощные электромагнитные поля и ускорять частицы до высоких энергий, если они вращаются достаточно быстро.
Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс
Новые данные, полученные с межпланетной космической лаборатории "Марс Одиссей", находящейся в настоящее время на марсианской орбите, подтверждают подозрения ученых по поводу радиации на Марсе: она столь интенсивна, что это неизбежно подвергнет опасности жизни астронавтов, посланных для исследования Красной планеты.
Загадка солнечных нейтрино решена
Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.
Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь
Исследователи выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд.
NASA рядом с Солнцем нашло необычную звезду в ходе слежки за астероидами
Наши ближайшие звездные окрестности пополнились новым объектом. Это звезда, которая на настоящий момент считается третьей по удаленности от Солнца (в направлении на созвездие Овен), обозначается SO25300.5+165258 и представляет собой слабосветящийся красный карлик. Расстояние от нас до него оценено в 7,8 световых лет.
Ближайшая к Солнцу звезда оказалась экзотом
Для звезд с малой массой, подобных Проксиме Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается". Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, коричневыми карликами и планетами делает нашего соседа объектом, очень интересным для астрофизиков.
Обнаружена первая реликтовая звезда - едва ли не ровесница Вселенной
Международная группа исследователей обнаружила в нашей Галактике реликтовую звезду, сохранившуюся с самых ранних времен существования нашей Вселенной. Доказательством ее древности служит рекордно низкое содержание металлов в ее атмосфере.
Новости по теме
