Osiem lat temu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wykryto dziwne cząstki antymaterii, które podważają nasze dotychczasowe zrozumienie fizyki. Teraz naukowcy zaproponowali, że tajemnicze kosmiczne „ogniste kule” mogą wyjaśniać to zjawisko.

W 2011 roku naukowcy z zespołu AMS-02 wykryli nietypową ilość jąder antyhelu, co było niemożliwe do wyjaśnienia według Standardowego Modelu Fizyki. Teraz sugerują, że mogą one być dowodem na istnienie hipotetycznych obiektów zwanych „kosmicznymi ognistymi kulami”.

Cząstki antymaterii wykryte na ISS mogą być dowodem na nieznaną fizykę, jak sugerują nowe badania. Te cząstki, będące antymaterią jąder helu, mogły być wytworzone przez kosmiczne ogniste kule, których powstanie nie da się wyjaśnić przy użyciu Standardowego Modelu, który opisuje różnorodność cząstek subatomowych.

Każda cząstka elementarna ma odpowiadającą jej antycząstkę z przeciwnym ładunkiem elektrycznym, która anihiluje się przy kontakcie. Teoretycznie połowa materii we wszechświecie powinna być antymaterią, co oznaczałoby, że wszechświat zniszczyłby się wkrótce po Wielkim Wybuchu.

Jednak antymateria we wszechświecie jest rzadka i krótkotrwała. Akceleratory cząstek mogą generować antycząstki przez zderzenia protonów i elektronów, a specjalne detektory obserwują antycząstki z wysokoenergetycznych zderzeń w przestrzeni, takich jak eksplozje supernowych, ale te zwykle wytwarzają pojedyncze antycząstki, takie jak pozytony (antyelektrony) i antyprotony.

Jednak około osiem lat temu, AMS-02 na ISS wykrył około 10 jąder antyhelu. Te jądra składały się z dwóch antyprotonów i jednego lub dwóch antyneutronów (dla wersji antyhelu-3 i antyhelu-4). Jeśli zostanie to potwierdzone, odkrycie to podważyłoby Standardowy Model fizyki cząstek.

Według Standardowego Modelu, tworzenie antyhelu-4 wymaga, aby przynajmniej trzy lub cztery antyprotony i antyneutrony były wystarczająco blisko siebie i poruszały się wystarczająco wolno, aby się połączyć. Jeden antyhel-4 byłby produkowany na każde 10 000 antyhel-3. Jednak dane z AMS-02 sugerują, że wykryto jedno jądro antyhelu-4 na każde dwa do trzech jąder antyhelu-3, co znacznie przekracza prognozy Standardowego Modelu.

W nowym badaniu, opublikowanym w czasopiśmie Physical Review D, naukowcy starali się wyjaśnić tę rozbieżność, używając hipotetycznych obiektów zwanych ognistymi kulami. Te kule mogą powstawać z niezbadanych jeszcze zjawisk, takich jak zderzenia bardzo gęstych grudek ciemnej materii.

Ognista kula to gęsty, energetyczny obszar przestrzeni zawierający dużą liczbę antycząstek. Po utworzeniu rozszerza się z prędkością bliską prędkości światła, uwalniając antyprotony, antyneutrony i antyhelium do otoczenia. Cząstki te podróżują następnie w kierunku Ziemi, gdzie mogą zostać wykryte.

Naukowcy modelowali ogniste kule różnej wielkości i zachowania. Stwierdzili, że jeśli ogniste kule byłyby dużymi obiektami złożonymi z wielu cząstek ciemnej materii, ilość produkowanego przez nie antyhelu dobrze pasowałaby do wyników uzyskanych na ISS.

Choć te wyniki są obiecujące, są wciąż wstępne i wymagają dalszej weryfikacji. Kolejne badania pomogą ustalić, czy ich hipoteza jest poprawna.

Źródło: Live Science