تصادم الجسيمات بسرعة هائلة يولد وابلاً من الجسيمات الجديدة. من بينها البروتونات المضادة، وهي توأم البروتونات العادية، لكن بشحنة معاكسة. لكل جسيم من هذه الجسيمات دوران ذاتي، مثل كرة تنس أُرسلت بلفة. لكن هل تكون البروتونات المضادة ملتوية عند ولادتها؟ لم يتحقق أحد من ذلك حتى الآن.
يقترح مؤلفو العمل طريقة لمعرفة ذلك. يتم توجيه حزمة من البروتونات المضادة نحو هدف رقيق من المادة العادية. إذا كانت البروتونات المضادة ملتوية، فسوف تنحرف قليلاً في اتجاه أكثر من الاتجاه الآخر — مثل كرة ملتوية في تنس الطاولة تميل إلى الانحراف جانبياً. يمكن ملاحظة هذا التباين إذا تم جمع عدد كافٍ من الأحداث. تظهر الحسابات على نموذج حاسوبي عدد التصادمات اللازمة لالتقاط الإشارة بشكل موثوق.
النتيجة مهمة لفهم كيفية عمل التفاعل بين البروتونات المضادة وأنوية المادة العادية. حالياً، هذا التفاعل معروف بشكل تقريبي فقط، وبيانات دوران الجسيمات ستساعد في تحسين النظرية. إذا كان التأثير ملحوظاً، فسيكون ذلك نافذة جديدة إلى عالم المادة المضادة. إذا لم يكن كذلك، فسيحد من الاحتمالات الممكنة للتفاعلات.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.13231
Spin dependent phenomena in inclusive hadron production have been extensively investigated, yet their microscopic origin and universality across different hadrons are still not fully understood. In particular, it is presently unknown whether antiprotons produced in unpolarized hadronic collisions can acquire a transverse polarization as a result of spin dependent $$\bar{p}N$$ interactions and nonperturbative hadronization mechanisms. Establishing the presence or absence of such an effect would provide new empirical constraints on the spin structure of the antinucleon-nucleon interaction, which is only weakly constrained by existing data. In this work, we investigate the experimental feasibility of a first dedicated measurement of the transverse polarization of antiprotons produced in proton-nucleus collisions. The polarization is accessed through the left-right asymmetry in elastic $$\bar{p}p$$ scattering in the Coulomb Nuclear Interference region. Based on detailed Monte Carlo simulations of the proposed experimental setup at the European Organization for Nuclear Research (CERN), we estimate the statistical sensitivity required to detect a certain degree of polarization.
تم إنتاج البروتونات المضادة لأول مرة في عام 1955 في مسرع في بيركلي، وحصل هذا الاكتشاف على جائزة نوبل.
في مسلسل «ستار تريك»، تُستخدم المادة المضادة كوقود لمحركات الاعوجاج، ويتطلب تخزينها مجالات مغناطيسية لتجنب ملامستها للمادة العادية.