Lietuvis mokslininkas su kolegomis sugebėjo užfiksuoti 100 hipertričio dalelių, kurioms skylant susidaro helio izotopo branduoliai. Analizę įgyvendinęs fizikas dr. Gediminas Šarpis pasakoja, kad nors detektorius nebuvo skirtas tokiems matavimams, helis jame gali būti aptinkamas labai tiksliai, tad naujasis metodas galimai taps didele pagalba dalelių fizikams, branduolinės fizikos mokslininkams ir, galbūt, neutronines žvaigždes tiriantiems mokslininkams.
Viename iš CERN dalelių greitintuvo detektorių lietuvis mokslininkas su kolegomis sugebėjo užfiksuoti 100 hipertričio dalelių, kurioms skylant susidaro helio izotopo (helio atomo tipas) branduoliai. Analizę įgyvendinęs fizikas dr. Gediminas Šarpis pasakoja, kad nors detektorius nebuvo skirtas tokiems matavimams, helis jame gali būti aptinkamas labai tiksliai, tad naujasis metodas galimai taps didele pagalba dalelių fizikams, branduolinės fizikos mokslininkams ir, galbūt, neutronines žvaigždes tiriantiems mokslininkams.
Neutroninė žvaigždė / NASA's Goddard Space Flight Center / S. Wiessinger iliustracija
Pasak dalelių fiziko dr. Gedimino Šarpio, naujas eksperimento metodas buvo pradėtas kurti po to, kai Tarptautinėje kosminėje stotyje esantis Alfa magnetinis spektrometras (kuris renka ir analizuoja kosminę spinduliuotę) galimai aptiko iš kosmoso tolumos sklindančius antihelio (dalelių su priešingu krūvio helio dalelėms) spindulius.
„Jų prigimtis neaiški, – pasakoja mokslininkas. – Viena hipotezė, kad jie atsiranda iš juodosios materijos anihiliacijos (juodąją materiją sudarančių dalelių susidūrimų – LRT.lt pastaba), susikūrus Lambda b dalelėms, kurios po to skyla į antihelį.“
Nors gali atkurti Lambda b daleles, iki šiol viename iš 4 pagrindinių didžiausio ir galingiausio dalelių greitintuvo pasaulyje detektorių CERN LHCb būdo atkurti helį ir antihelį nebuvo.
Alfa magnetinis spektrometras / NASA nuotr.
Todėl mokslininkai sukūrė naują metodą, paremtą žemo lygio detektoriaus elektronikos signalais. Taip LHCb detektoriuje pavyko identifikuoti apie 100 hipertričių, kuriems skylant susidaro helis.
„Tritis yra vandenilio izotopas su dviem papildomais neutronais. Hipertritis vietoje vieno neutrono turi dalelę, vadinamą Lambda hiperonu.
Hipertritis yra lengviausia hipermaterijos (materijos, susidedančios ne vien iš protonų ir neutronų, bet ir iš sunkesnių dalelių, pavyzdžiui, Lamba) forma ir skyla į helį ir pioną (subatominių dalelių rūšis – LRT.lt pastaba).
Būtent naujas helio aptikimo metodas leido atkurti tokius hipertričio skilimus. Toks identifikacijos metodas aptinka hipertritį be jokio triukšmo – su tikimybe 1 iš tūkstančio milijardų, kad aptiktas hipertričio branduolys iš tikrųjų yra triukšmas. Tai pirmasis lengvų jonų aptikimo metodas LHCb istorijoje“, – pasakoja eksperimentą įgyvendinęs dr. G. Šarpis.
Dr. G. Šarpis pasidalijo, kad naujas hipertričius ir helį atrandantis metodas yra didelis džiaugsmas dalelių fizikams ir jau susilaukė dėmesio iš JAV branduolinės fizikos bendruomenės.
„Tai atveria daug galimybių naujoms analizėms. Viskas, kas susiję su jonais, sąveikų energija ir jų skilimais – ypač svarbu ir branduolinės fizikos ekspertams. Tai gali padėti modeliuoti ir skaičiuoti įvairius branduolinės fizikos nežinomuosius“, – sako mokslininkas.
Be to, hipermaterijos tyrimai yra labai aktualūs ir astrofizikams, siekiantiems atsakyti į klausimą, kas glūdi neutroninių žvaigždžių gelmėse. Mažo dydžio, šalti bei ypač didelį tankį turintys dangaus kūnai susidaro sprogus didesnėms ir sunkesnėms žvaigždėms už mūsų saulę.
Neutroninė žvaigždė / NASA iliustracija
„Egzotiškos neutroninės žvaigždės galimai susidaro iš hipermaterijos, galimai ir iš hipertričio. Taip gali vykti todėl, kad ypač dideliame tankyje neutroninės žvaigždės centre hipermaterija gali išlikti stabili ir neskyla į įprastą materiją“, – pasakoja mokslininkas dr. G. Šarpis.
Nors dabar eksperimentas įrodė, kad LHCb detektorius gali būti pasitelkiamas siekiant aptikti hipertričius, tyrėjas sako, kad tai yra bendras metodas, kuris ateityje gali leisti identifikuoti ir kitas elementariąsias daleles.
„Vienas pritaikymų yra ieškoti kitų dalelių, skylančių į helį (pvz., minėtos Lambda b). Tačiau labai dažnas skilimas, kai iš hipertričio susidaro helis ir pionas, todėl nuo hipertričių ir pradėjome“, – teigia Edinburgo universitete, Škotijoje, su CERN duomenimis dirbantis lietuvis dr. G. Šarpis.
