Как български учени помогнаха да бъде решена загадка във физиката?

Дълго време учените са знаели колко често се образуват деутероните – много малки ядра, изградени от един протон и един неутрон. Но как точно се случва това е оставало загадка. „Учудващо е, че все още наистина не беше разбран механизмът, по който се образуват деутероните. Знаехме колко често се случва, но не знаехме защо“, каза за БТА д-р Димитър Михайлов от Физическия факултет на Софийския университет „Св. Климент Охридски“.

Той е част от международния екип, който за първи път успява експериментално да покаже как протон и неутрон могат да се свържат, без да се нарушават законите на физиката. Откритието е публикувано в престижното научно списание Nature и е направено в рамките на експеримента ALICE в Големия адронен колайдер на Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН).

снимка: БТА

Деутеронът е най-простото атомно ядро след водорода и играе важна роля в разбирането на това как материята се е образувала във Вселената. За да стигнат до резултатите си, учените анализират данни от сблъсъци на тежки йони, при които за много кратко време се създават условия, подобни на тези малко след Големия взрив.

В тези екстремни условия частиците съществуват в т.нар. кварк-глуонна плазма – изключително горещо и плътно състояние на материята. При охлаждането ѝ кварките и глуоните се свързват, за да образуват протони и неутрони, а част от тях – и деутерони.

Ключът към разгадаването на механизма е откриването на специфичен сигнал в данните, който показва участието на т.нар. резонанси – краткотрайни, възбудени състояния на частиците. Именно те позволяват излишната енергия да бъде „отведена“, така че протонът и неутронът да се свържат стабилно.

Този резултат помага на учените не само да разберат по-добре микроскопичния свят на частиците, но и да тълкуват по-точно данни от експерименти, които изследват произхода на материята и антиматерията в Космоса.