Sciencemag.cz
Doporučujeme
Může kolem normálního atomového jádra namísto elektronu obíhat stabilně antiproton?
Při srážkách částic a antičástic, jaké se provádí např. v CERNu, vzniká celá řada exotických objektů. Tasko Grozdanov (University of Belgrade, Srbsko) a Evgeni Solov’ev (Institute of Nuclear Research, Rusko) jednu takovou exotickou formu (spíše obdobu) helia vyrobili. Úspěchem je ovšem vůbec příprava takové částice.
Atom běžného helia 4He se skládá ze 2 protonů, 2 neutronů a 2 elektronů. Vědci v CERNu nechali srážet toto helium s pomalými antiprotony. Vznikly „atomy“ antiprotonového helia, kde je jeden elektron nahrazen antiprotonem, částicí stejně elektricky nabitou, ale 1800krát těžší.
Antiprotonové helium je obvykle nestabilní, antiproton spadne do jádra a anihiluje. Existují ale konfigurace, kdy k tomu nedojde. Dosud byla studována především konfigurace, kdy antiproton obíhal kolem jádra po kruhové dráze, přitom zbylý obyčejný elektron ho stínil. Nyní vědci připravili druhou celkem stabilní konfiguraci, kterou nazvali „zamrzlé planety“. Tento stav popisují tak, že elektron rychle obíhá blízko jádra a vytváří potenciálovou jámu, ve které se antiproton schová. Doba, po kterou se udrží v jámě, přitom závisí na jeho energii a vzdálenosti od jádra.
Autoři výzkumu chtějí nyní zkusit, zda by podobné relativně stabilní konfigurace objektů kombinujících hmotu a antihmotu nemohly oscilovat mezi sebou.
Tasko P. Grozdanov et al, Hidden-crossing explanation of frozen-planet resonances in antiprotonic helium; their positions and widths, The European Physical Journal D (2020). DOI: 10.1140/epjd/e2020-100565-0
Springer/Phys.org
Poznámky PH:
Analogie atomů, kde místo elektronu bude rovněž záporně nabitý mion, se někdy pokládají za možnou cestu k termojaderné fúzi. Mion je těžší než elektron, záporně nabitý mion by tedy obíhal blíže protonu, „mionové atomy“ bychom dokázali dostat blíže k sobě a iniciovat fúzi. Jenže je tu řada překážek. Viz také: Slepé uličky termojaderné fúze: bublinková fúze a fúze s pomocí mionů
Proč se elektron dokáže „sloučit“ s pozitronem za anihilace, ale už ne elektron s protonem na neutron (respektive k tomu je potřeba obrovský tlak v neutronové hvězdě)? Je to kvůli tomu, že elektron v atomu musí obíhat kolem protonu daleko (viz výše)?
K anihilaci mezi hmotou a antihmotou dochází pouze mezi odpovídajícími si částicemi, jinak nereagují? (Dejme tomu pozitron s mionem?)
