Нацыянальная акадэмія навук Беларусі

11.03.2024

Навукоўцы Інстытута фізікі знайшлі найбуйнейшыя крыніцы антырэчыва ў Сусвеце

8 сакавіка 2024 года ў вядучым сусветным астрафізічным часопісе Астрафізікал Джорнал (The Astrophysical Journal)* апублікаваны артыкул беларускіх навукоўцаў цэнтра «Квантавая оптыка і квантавая інфарматыка» Інстытута фізікі імя Б. І. Сцяпанава НАН Беларусі, у якім паведамляецца пра найбуйнейшыя крыніцы антыматэрыі ў Сусвеце.

Мікалай Пракапеня і Рыгор Верашчагін паказалі, што такімі крыніцамі з’яўляюцца надзвычай кампактныя нейтронныя або кваркавыя зоркі, з дыяметрам дзесяць кіламетраў, у сто тысяч разоў меншым за дыяметр Сонца. Народжаныя ў выніку гравітацыйнага сціскання, гэтыя звышшчыльныя астранамічныя карлікі выштурхваюць вонкі электроны, ствараючы вакол сябе пласт (футра) з электронаў, забяспечваючы тым самым сваю электранейтральнасць. Пры гэтым напружанасць электрычнага поля, стваранага гэтым пластом электронаў, гіганцкая — 1018 вольт/метр, яна перавышае ў сотні мільярдаў разоў велічыню напружанасці электрычнага поля пры навальнічным разрадзе ў зямной атмасферы. У такіх звышмоцных палях з вакууму нараджаецца антыматэрыя ў выглядзе пазітронаў і матэрыя ў выглядзе электронаў.

Магчымасць гэтага працэсу была прадказана яшчэ ў 1951 годзе адным са стваральнікаў квантавай электрадынамікі Джуліянам Швінгерам, які атрымаў Нобелеўскую прэмію па фізіцы ў 1965 годзе. Аднак, у якіх аб’ектах і якой магутнасцю ствараецца антыматэрыя, было няясна.

Праведзенае беларускімі навукоўцамі камп’ютарнае мадэляванне дазволіла ацаніць колькасць пар, якія нараджаюцца маладымі нейтроннымі і кваркавымі зоркамі. Гэты вынік дазваляе зразумець прыроду свяцільнасці і механізмы энергавыдзялення такіх астрафізічных з’яў, як касмалагічныя гама-ўсплёскі і мяккія паўтаральныя гама-ўсплёскі, якія не толькі вызначаюць агульную карціну нашага Сусвету, але і ўплываюць на біялагічныя працэсы на Зямлі, з’яўляючыся адной з крыніц мутацый, што адбываюцца ў ДНК. Гэтая праца з’яўляецца першай публікацыяй беларускіх навукоўцаў у часопісе Астрафізікал Джорнал (The Astrophysical Journal), які выдаецца з 1895 года.

Па просьбе аўтараў артыкула, узгодненая рэдакцыяй часопіса дата выхаду публікацыі прымеркавана да 110-гадовага юбілею выдатнага вучонага-фізіка, акадэміка Якава Барысавіча Зяльдовіча, які нарадзіўся ў Мінску 8 сакавіка 1914 года. Навуковая дзейнасць акадэміка Зяльдовіча была звязана з фізікай гарэння і выбуху, ён быў адным з вядучых распрацоўшчыкаў першага ядзернага зарада. У 1939—1941 гадах сумесна з Ю. Б. Харытонам зрабіў разлік кінетыкі ланцуговай рэакцыі дзялення ва ўране. Тройчы Герой Сацыялістычнай Працы, лаўрэат Ленінскай і чатырох дзяржаўных прэмій СССР. Пасля заканчэння працы ў савецкім атамным праекце Зяльдовіч вырашыў прымяніць свой велізарны досвед у іншым навуковым кірунку: касмалогіі і астрафізіцы. У 1964 годзе Якаў Зяльдовіч і амерыканскі астрафізік Эдвін Солпітэр незалежна адзін ад аднаго вылучылі агульнапрынятую сёння ідэю аб тым, што крыніцай энергіі квазараў з’яўляюцца акрэцыйныя дыскі вакол звышмасіўных чорных дзірак. Разам са сваім вучнем Рашыдам Сюняевым стварыў тэорыю рассейвання рэліктавага выпрамянення на электронах і прадказаў новы эфект, які пасля назвалі эфектам Сюняева — Зяльдовіча. Зяльдовіч разам са сваімі вучнямі напісаў цэлы шэраг манаграфій па тэорыі эвалюцыі Сусвету, будове зорак і рэлятывісцкай астрафізіцы.

*Спасылка на інтэрнэт-выданне: The Astrophysical Journal (Mikalai Prakapenia and Gregory Vereshchagin, 2024, ApJ, 963, 149. DOI: 10.3847/1538-4357/ad24ee)