Antideutona

Antideutona este un nucleu de antimaterie format dintr-un antiproton și un antineutron și are o masă (m _D ) egală cu 1.8778707 GeV / c ²

Descoperire

Antideutona a fost observată pentru prima dată în 1965. Observația a fost făcută simultan de două grupuri de oameni de știință. Primul grup, condus de Antonino Zichichi , folosind acceleratorul Proton Synchrotron la CERN , al doilea grup, condus de Leon Lederman , folosind acceleratorul Alternative Gradient Synchrotron (AGS) de la Brookhaven National Laboratory ^[1] . Echipa CERN a observat antideutona lovind fasciculul de protoni al sincronului proton împotriva unei ținte de beriliu ^[2] .

Cercetarea razelor cosmice

Măsurarea cantității de antimaterie în razele cosmice este deosebit de interesantă, deoarece ar putea oferi indicații asupra noilor fenomene fizice și asupra materiei întunecate ^[3] . Unele experimente, inclusiv spectrometrul magnetic alfa , caută excesele de antimaterie în spațiu, adică măsoară fracția mică de antimaterie prezentă în razele cosmice. Un exces de antimaterie s-ar putea datora de fapt anihilării dintre particulele de materie întunecată. În principal, pentru a căuta antideutoni, antiprotonii sunt căutați în razele cosmice . Ele reprezintă „fondul” pentru cercetarea antideutonilor.

Pot exista mai multe procese de fabricație pentru antideutone. Procesul dominant, în absența producției de materie întunecată, este:

$p+N\rightarrow {\bar {D}}+X$ ${\ displaystyle p + N \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$ ${\ displaystyle p + N \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$

unde p este un proton aparținând razelor cosmice, N este un nucleon al mediului interstelar e ${\bar {D}}$ ${\ displaystyle {\ bar {D}}}$ ${\ displaystyle {\ bar {D}}}$ este o antideutonă ^[4] . Un alt tip posibil de producție este:

$p+{\bar {p}}\rightarrow {\bar {D}}+X$ ${\ displaystyle p + {\ bar {p}} \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$ ${\ displaystyle p + {\ bar {p}} \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$

unde este $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ este un proton de raze cosmice, ${\bar {p}}$ ${\ displaystyle {\ bar {p}}}$ ${\ displaystyle {\ bar {p}}}$ un antiproton al mediului interstelar e ${\bar {D}}$ ${\ displaystyle {\ bar {D}}}$ ${\ displaystyle {\ bar {D}}}$ este antideutona. Procesele mai puțin relevante pot fi:

${\bar {p}}+{}^{4}He\rightarrow {\bar {D}}+X$ ${\ displaystyle {\ bar {p}} + {} ^ {4} He \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$ ${\ displaystyle {\ bar {p}} + {} ^ {4} He \ rightarrow {\ bar {D}} + X}$

in care ${\bar {p}}$ ${\ displaystyle {\ bar {p}}}$ ${\ displaystyle {\ bar {p}}}$ este un antiproton cu raze cosmice care lovește un atom de heliu în mediul interstelar. În mod similar, aceste procese pot produce și antiparticule mai grele, cum ar fi anti-heliu. Mai mult, odată produse, antinuclei cosmici pot fi accelerați de undele de șoc ale supernovei, la fel cum sunt accelerate razele cosmice ^[5] .

În aceste reacții obținem antideutonul numai dacă protonul are un impuls mai mare de 17 GeV / c față de particula mediului interstelar, într-un cadru de referință în care este staționar.

Chiar și în cazul în care doi nucleoni sau antinucleoni au o energie cinetică mai mică decât energia legăturii lor, ei pot genera deuteroni sau antideutoni. Acest lucru poate fi exprimat cu relația:

$E_{k,1}+E_{k,2}<2.224{\text{ MeV}}$ ${\ displaystyle E_ {k, 1} + E_ {k, 2} <2.224 {\ text {MeV}}}$ ${\ displaystyle E_ {k, 1} + E_ {k, 2} <2.224 {\ text {MeV}}}$

unde este $E_{k,i}$ ${\ displaystyle E_ {k, i}}$ ${\ displaystyle E_ {k, i}}$ este energia cinetică a celor doi nucleoni și 2.224 MeV este energia de legare a deuteriului ^[6] .

Prezență în raze cosmice

Deși prezența antideutonelor în razele cosmice nu a fost niciodată detectată ^[7] , la nivel teoretic se presupune că poate exista o componentă, deși una mică. Acest lucru ar putea rezulta din interacțiunile razelor cosmice cu particulele mediului interstelar sau din interacțiunile interne ale materiei întunecate.

Notă

^ (RO) Primele observații ale antinuclei | Cronologiile CERN , pe timeline.web.cern.ch . Adus la 23 septembrie 2017 .
^ (EN) T. Massam, Th Muller și B. Righini,Experimental observation of antideuteron production , în Il Nuovo Cimento A, vol. 63, nr. 1, 1 septembrie 1965, pp. 10-14, DOI : 10.1007 / BF02898804 . Adus la 23 septembrie 2017 .
^ Elisa Nichelli, Antimateria în exces? , în MEDIA INAF . Adus la 23 septembrie 2017 .
^ R. Duperray, B. Baret și D. Maurin, Flux de nuclee de antimaterie ușoară lângă pământ, induse de razele cosmice în galaxie și în atmosferă , în Physical Review D , vol. 71, nr. 8, 26 aprilie 2005, DOI : 10.1103 / PhysRevD.71.083013 . Adus la 23 septembrie 2017 .
^ (EN) Nicholas Tomassetti și Alberto Oliva, Producția și accelerarea antinuclei în valuri de șoc supernova în The Astrophysical Journal Letters, vol. 844, nr. 2, 2017, pp. L26, DOI : 10.3847 / 2041-8213 / aa80da . Adus pe 9 octombrie 2018 .
^ http://www.roma1.infn.it/exp/ams/Tesi/tesi.pdf
^ Particle Data Group, COSMIC RAYS ( PDF ).

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica

[1] (RO) Primele observații ale antinuclei | Cronologiile CERN , pe timeline.web.cern.ch . Adus la 23 septembrie 2017 .

[2] (EN) T. Massam, Th Muller și B. Righini,Experimental observation of antideuteron production , în Il Nuovo Cimento A, vol. 63, nr. 1, 1 septembrie 1965, pp. 10-14, DOI : 10.1007 / BF02898804 . Adus la 23 septembrie 2017 .

[3] Elisa Nichelli, Antimateria în exces? , în MEDIA INAF . Adus la 23 septembrie 2017 .

[4] R. Duperray, B. Baret și D. Maurin, Flux de nuclee de antimaterie ușoară lângă pământ, induse de razele cosmice în galaxie și în atmosferă , în Physical Review D , vol. 71, nr. 8, 26 aprilie 2005, DOI : 10.1103 / PhysRevD.71.083013 . Adus la 23 septembrie 2017 .

[5] (EN) Nicholas Tomassetti și Alberto Oliva, Producția și accelerarea antinuclei în valuri de șoc supernova în The Astrophysical Journal Letters, vol. 844, nr. 2, 2017, pp. L26, DOI : 10.3847 / 2041-8213 / aa80da . Adus pe 9 octombrie 2018 .

[6] ttp://www.roma1.infn.it/exp/ams/Tesi/tesi.pdf

[7] Particle Data Group, COSMIC RAYS ( PDF ).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]