Антиматерия может возникнуть везде во Вселенной, в местах с достаточно высокой температурой или при столкновениях высокоэнергетических частиц. Сверхновые звезды, пульсары, нейтронные звезды, разрастающиеся диски черных дыр, квазары и даже планетарные грозы, как известно, являются истоками антиматерии.
Догадки об антиматерии впервые опубликованы Полем Дираком в 1931 году. Последователем этой теории стал Карл Андерсон, который исследовал в 1932 году в космических лучах антиэлектроны или позитроны.
Известно, что каждая из субатомных частиц имеет противоположные ей античастицы, которые имеют такую же массу, как и соответствующие субатомные частицы только с противоположным зарядом. Когда частица и ее античастица сталкиваются, они превращаются в гамма-лучи, часто в сочетании с более светлой парой частица-античастица. Однако антиматерия, существующая отдельно, выглядит и ведет себя идентично привычной для нас материи (Существует возможность того, что могут существовать некоторые незначительные различия, но такое предположение является пока временным).
Основным источником космических позитронов является взаимодействие космических лучей высоких энергий, сталкивающихся с межзвездным газом и пылью. Они называются вторичными позитронами, так как они создаются в результате столкновений первичных космических лучей. Те, которые были обнаружены, как правило, появляются в пределах нескольких тысяч световых лет от нашей Солнечной системы, а позитроны более отдаленного происхождения теряют энергию и, в конце концов, исчезают, прежде чем достичь Земли.
Такой источник электронно-позитронных пар становиться меньше для позитронов с энергией объемом больше нескольких гигаэлектронвольт (ГэВ).
Баланс выражается в том, что соотношение, известное как относительное количество позитронов (число обнаруженных позитронов, деленное на общее число электронов и позитронов, обнаруженных в той же энергии) постоянно сокращается при увеличении энергии позитронов более чем на один ГэВ.
Экспериментальные исследования относительного количества позитронов в верхних слоях атмосферы и в космосе проводятся с 1960 года. По данным исследований, снижение относительного количества позитронов по мере роста энергии замедляется, начиная с нескольких ГэВ, а затем, при достижении энергии до 100 ГэВ, это количество резко удваивается. В этот момент относительное количество позитронов составляет более десяти процентов, что является достаточно большим для антиматерии. Из этого следует, что в нашей галактике существует еще один источник позитронов высокой энергии.
Альфа-магнитный спектрометр оценил в общей сложности 25 миллиардов взаимодействий космических лучей за последние 18 месяцев, из которых почти семь миллионов вовлеченных электронов и позитронов имели энергию от 0,5 до 350 ГэВ. Исследования показали, что позитроны возникают одинаково со всех сторон. Несмотря на большое число анализируемых данных, при энергии больше, чем 250 ГэВ существует еще множество частиц, которые следует исследовать для получения достоверных результатов.
Несмотря на то, что новые данные являются точнее, на данном этапе результат исследования в основном ограничивается подтверждением увеличения относительного количества позитронов на основании предыдущих исследований. Можно только утверждать, что увеличение относительного количества позитронов может замедляться при применении энергии свыше 200 ГэВ.
Источники: gizmag.com и wordscience.org.
