Столкновение частиц на огромной скорости рождает целый ливень новых частиц. Среди них — антипротоны, близнецы обычных протонов, только с противоположным зарядом. У каждой такой частицы есть собственное вращение, как у теннисного мяча, посланного с подкруткой. Но закручены ли антипротоны при рождении — до сих пор никто не проверял.
Авторы работы предлагают способ это выяснить. Пучок антипротонов направляют на тонкую мишень из обычного вещества. Если антипротоны закручены, они будут чуть чаще отклоняться в одну сторону, чем в другую — как подкрученный мяч в настольном теннисе норовит уйти вбок. Такую асимметрию можно заметить, если набрать достаточно событий. Расчёты на компьютерной модели показывают, сколько столкновений нужно, чтобы надёжно поймать сигнал.
Результат важен для понимания того, как устроено взаимодействие между антипротонами и ядрами обычного вещества. Сейчас оно известно лишь приблизительно, и данные о вращении частиц помогут уточнить теорию. Если эффект окажется заметным, это станет новым окном в мир антиматерии. Если нет — ограничит возможные варианты взаимодействий.
как её написали авторы, на английском 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.
Антипротоны впервые получили в 1955 году на ускорителе в Беркли, и за это открытие дали Нобелевскую премию.
В сериале «Звёздный путь» антивещество используется как топливо для варп-двигателей, а его хранение требует магнитных полей, чтобы избежать контакта с обычным веществом.