Пояс антивещества найденная земля кружения

Недавно обнаруженный пояс Земли кружения антивещества мог быть лучшим другом астронавта. Пояс, состоящий из антипротонов, заманенных в ловушку магнитным полем Земли на несколько сотен километров выше поверхности планеты, может в конечном счете стать основным источником топлива для миссий, рискующих вне солнечной системы.

Исследователи, анализирующие данные от PAMELA (Полезный груз для Исследования Антивещества/Вопроса и Астрофизики Легких ядер) спутник, совместная миссия среди ученых из Италии, Германии, Россия и Швеция, сообщили о результатах 26 июля относительно arXiv.org и в Астрофизических Письмах о Журнале 20 августа.

«Результаты являются вероятными и являются соответствующими моделям, ранее предсказавшим [пояс] существование», говорит Джеймс Бикфорд, старший член технического штата в Лаборатории Драпировщика в Кембридже, Массачусетс, кто не был частью исследования. Собственное исследование Бикфорда предсказывает, что другие планеты, включая Юпитер, Сатурн, Нептун, и Урана, должны иметь подобные антипротонные пояса. Сатурн может произвести самое большое число антипротонов из-за взаимодействий между космическими лучами — энергичными заряженными частицами от пространства — и ледяными кольцами планеты.

Антипротоны являются частицами с той же массой как более знакомые протоны, но с противоположной нагрузкой. Для охоты для них бригада PAMELA проанализировала данные ремесло, собранное с июля 2006 до декабря 2008 в течение первых 850 дней его научной миссии. Исследователи, среди которых Алессандро Бруно из Университета Бари в Италии и INFN в Бари, сосредоточенном на регионе, известном как южноатлантическая Аномалия, куда внутренний радиационный пояс Ван Аллена Земли прибывает самый близкий к поверхности планеты и плотности частиц, с которыми сталкивается ремесло, вероятно, были бы самыми высокими. В его низкой околоземной орбите PAMELA регулярно пашет через этот регион.

Бригада идентифицировала 28 антипротонов с кинетическими энергиями между 60 миллионами и 750 миллионами электрон-вольт. То число намного выше, чем ученые ожидали бы видеть стрельбу к Земле от отдаленных пределов галактики. Античастицы, кажется, формируют тонкий пояс вокруг Земли, двигающейся по спирали вокруг линий магнитного поля Земли и подпрыгивающей назад и вперед между северными и южными магнитными полюсами планеты, примечаниями бригады. Пояс, простирающийся от нескольких сотен до на приблизительно 2 000 километров выше Земли, «составляет самый богатый источник антипротонов в близости Земли», говорит Бруно.

Большинство антипротонов прибывает из антинейтронов, сгенерированных, когда энергичные космические лучи ударяют десятки верхних слоев атмосферы километров выше Поверхности Земли, отмечает Бруно. Антинейтроны избегают атмосферы и затем распадаются в антипротоны в намного более высоких высотах. Пары протонов и антипротонов также непосредственно производятся в космических столкновениях луча с атмосферой. Антипротоны имеют тенденцию собираться на несколько сотен километров выше Земли, где обычный вопрос так недостаточен, что они вряд ли встретятся с их коллегами частицы — протонами — и уничтожат друг друга на контакте.

Изменения в энергии частиц в поясе могли помочь проверить и калибровать модели, пытающиеся определить количество результата на окружающую среду Земли солнечных вспышек и других вспышек от солнца, отмечает Бикфорд.

Более вызывающе антипротоны в поясе могли бы однажды быть получены для заправки миссий, которые будут путешествовать далеко вне солнечной системы, говорит Бикфорд. Лучшие понятия для толчка антивещества требуют, чтобы антипротоны были собраны и изолированы. В правильный момент антипротоны смешались бы с протонами и уничтожили бы их для производства очень энергичных заряженных частиц для продвижения ремесла. Число необходимых антипротонов, однако, превысило бы сумму в недавно обнаруженном поясе или даже намного большем поясе, который может окружить Сатурн, говорит Бикфорд.

Но Бикфорд говорит, что некоторые исследователи предложили, чтобы меньшая поставка антипротонов, сопоставимых с популяцией пояса, могла использоваться в качестве катализатора для вызова ядерных реакций, которые выпустят заряженные частицы. (Антипротоны в этой схеме были бы собраны в обширный топливный бак, почти невесомое облако сотни метров, долго окружающих ремесло.)

Путешествуя с почти скоростью света, заряженные частицы, произведенные ядерными реакциями, полетели бы из бэкэнда ремесла, продвинув его вне солнечной системы. Напротив, Бикфорд отмечает, для космического корабля с помощью химического ракетного топлива для путешествия хорошо мимо краев солнечной системы на высокой скорости была бы нужна поставка топлива, более крупная, чем заметная вселенная.

«Антипротоны являются невероятно дорогими и трудными произвести и сохранить на Земле», и даже самые сильные ускорители ядерных частиц в мире могли произвести и заманить в ловушку только нанограммы материала каждый год, добавляет Бикфорд. Вот почему антипротоны в поясе почти в триллион раз более ценны, чем алмазы, говорит он.

Добавить комментарий