Антипротоны: отскок или аннигиляция? экспресс

Оригинал: "A determination of the backscattering probability of low-energy antiprotons"
arXiv:2608.11795v1 · 2026-08-12 · CC BY 4.0 · 1 мин
Эксперимент GBAR впервые проверил, отскакивают ли медленные антипротоны от поверхности детектора, и установил верхний предел вероятности.

Антипротон — зеркальный двойник протона: та же масса, но отрицательный заряд. Попадая в вещество, он обычно мгновенно аннигилирует — исчезает с выделением энергии, столкнувшись с ядром атома. Но если антипротон движется медленно, с энергией всего несколько тысяч электронвольт, он может отскочить от поверхности, как мячик от стены, не успев встретиться с ядром.

В эксперименте GBAR (Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest) в ЦЕРНе антипротоны охлаждают и соединяют с позитронами, чтобы получить атомы антиводорода. Чтобы узнать, сколько атомов родилось, нужно точно знать, сколько антипротонов попало в мишень. Если часть антипротонов отражается от стенок детектора, подсчёт окажется неверным. Учёные проверили это на практике: направили пучок антипротонов с энергией 4 и 6 кэВ на поверхность микроканальной пластины — чувствительного детектора, который регистрирует каждую частицу.

Результат оказался утешительным: ни одного отскока не зафиксировали. Это значит, что вероятность отражения меньше 14% (при уровне достоверности 68%). Иными словами, из 100 антипротонов, попавших на детектор, максимум 14 могли бы отскочить, но, скорее всего, не отскочил ни один. Для эксперимента GBAR это важно: теперь можно точнее определить, сколько антипротонов действительно участвовало в создании антиводорода.

Антипротон — это частица с той же массой, что и протон, но с отрицательным зарядом. При встрече с обычным веществом он аннигилирует, превращаясь в энергию.
Микроканальная пластина — это детектор, похожий на пчелиные соты: тысячи крошечных каналов, каждый из которых усиливает сигнал от попавшей частицы.

Аннигиляция антипротона с протоном выделяет примерно в 1000 раз больше энергии, чем деление ядра урана в атомной бомбе, на единицу массы.

В сериале «Звёздный путь» антивещество используется как топливо для варп-двигателей, и проблема хранения антипротонов — ключевая для таких технологий.

Учёные
Charles-Augustin de CoulombJohannes RydbergTheodore LymanChien-Shiung WuEugene WignerJohn Stewart Bell
Понятия
антиводород антипротон позитроний антикварк позитрон обратное комптоновское рассеяние сечение рассеяния антиматерия электрон-позитронная пара кулоновское отталкивание отдача антинейтрино дифракция нейтронов протон пара частица-античастица вероятность ветвления комптоновское рассеяние