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2025-12-15 12:20:00
ENGINEERINGNET.BE – LHC 加速器内での粒子衝突は、太陽の中心よりも 10 万倍以上高い温度に達する可能性があります。
しかし、重陽子と反重陽子は無傷で出現します。物理学者たちは何十年もの間、どうしてこれが可能なのか疑問に思っていましたが、今回のALICEとの共同研究により、これがどのように起こるのか実験的証拠が得られました。
科学者らは、重陽子と反重陽子のほぼ90％が衝突によって直接生じたものではなく、衝突によって生じた粒子の核融合によって形成され、構成粒子の1つが短寿命粒子の崩壊から生じたものであるという証拠を発見した。
「これらの結果は、この分野にとって画期的な出来事です」とALICE実験の広報担当者、マルコ・ファン・レーウェン氏は述べた。 「これらは、原子核がクォークとグルーオンからどのように形成されるかについての私たちの理解における重要なギャップを埋め、次世代の理論モデルに不可欠なインプットを提供します。」
この発見は天体物理学と宇宙論に大きな影響を与える可能性がある。軽い核と反核は、宇宙線と星間物質との相互作用でも生成され、暗黒物質が関与する過程で生成される可能性があります。
軽い原子核と反原子核の生成に関する信頼性の高いモデルを構築することにより、物理学者は宇宙線データをより適切に解釈し、可能性のある暗黒物質信号を探索することができます。
ミュンヘン工科大学の研究者マクシミリアン・マーライン氏は、「この観測は、宇宙における軽い原子核の形成をモデル化するための強固な実験基盤を提供する」と述べた。
ALICEの共同研究は、LHCの2回目の実行中に記録された高エネルギー陽子の衝突によって生成された重陽子を分析することによって、これらの結論に達した。研究者らは、クォークと反クォークのペアからなる別の種類の粒子である重陽子とパイオンの運動量を測定した。
彼らは、パイオンと重陽子のインパルス間の関係を発見し、パイオンと重陽子の陽子または中性子が短命粒子の崩壊から生じることを示しました。
デルタ共鳴として知られるこの短命の粒子は、約 1 兆分の 1 秒でパイオンと核子 (陽子または中性子のいずれか) に崩壊します。その後、核子は近くにある他の核子と融合して、重陽子などの軽い原子核を生成します。
この核融合は主衝突点から近い温度の低い環境で起こり、新しく形成された原子核が生き残る可能性が大幅に高まります。
#重陽子と反重陽子の起源が解明される