物理学：反原子核はとても遠くへ移動する
Nature Physics
Physics: Antinuclei travel from far, far away
反陽子と反中性子からなる軽い反原子核が、銀河の至る所で長い距離を移動している可能性があることを報告する論文が、Nature Physicsに掲載される。この知見は、ダークマターの探索に反原子核を利用できる可能性を示唆している、
地球上には天然の反原子核源はないが、反原子核は銀河系のどこかで生成されている。反原子核は、太陽系の外側を起源とする高エネルギー宇宙線と、星間媒質（銀河内の星と星の間の空間）の原子の相互作用によって生まれる可能性があると提案されている。別のシナリオでは、まだ発見されていないダークマター粒子の対消滅によって、反原子核が形成されるとされている。
今回ALICEコラボレーションは、軽い反原子核と物質の相互作用を調べるために、ヘリウム3（ヘリウムの安定同位体）原子核の反粒子を分析した。大型ハドロン衝突型加速器での粒子衝突で反ヘリウム3原子核が生成され、次にこうした反原子核がALICE検出器の物質と相互作用して消滅した。著者たちは、反ヘリウム3原子核の消滅確率を決定し、銀河系内を通るこうした反原子核の旅に対するこの確率の影響を明らかにした。今回の知見は、反ヘリウム3原子核は長い距離を移動できるため、ダークマターの対消滅の探索に適していることを示唆している。
Light antinuclei, comprised of antiprotons and antineutrons, may travel long distances throughout the Galaxy reports a paper published in Nature Physics. The findings suggest these antinuclei could be used in the search for dark matter.
There are no natural sources of antinuclei on Earth, but they are produced elsewhere in the Galaxy. It has been proposed that antinuclei may be the result of interactions between high-energy cosmic radiation, originating from outside our Solar System, and atoms in the interstellar medium (the space between stars in a galaxy). An alternative scenario is that antinuclei are formed by the annihilation of dark-matter particles that have not yet been discovered.
To explore the interactions of light antinuclei and matter, the ALICE Collaboration analysed the antiparticle of the helium-3 (a stable isotope of helium) nucleus. Anti-helium-3 nuclei were produced in particle collisions at the Large Hadron Collider, and these antinuclei then interacted with matter in the ALICE detector causing them to disappear. The authors determined the disappearance probability of antihelium-3 nuclei, and the impact of this probability on the journey of these antinuclei through our Galaxy. Their findings suggest that antihelium-3 nuclei can travel long distances, making them suitable for searching for dark-matter annihilation.
doi: 10.1038/s41567-022-01804-8
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