Учудващо е, че все още наистина не беше разбран механизмът, по който се образуват деутероните. Знаехме колко често се случва, но не знаехме защо. Това каза за БТА д-р Димитър Михайлов от Физическия факултет на Софийския университет „Св. Климент Охридски". Той е част от екипа, който разкри механизма на образуване на деутероните. Откритието бе публикувано в списание Nature и е направено в рамките на Големия експеримент за сблъсъци на тежки йони (ALICE) в Големия адронен колайдер на Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН).
Деутеронът се състои от един протон и един неутрон. Българският екип има ключова роля в анализа на данните от експеримента. Д-р Михайлов е приложил математически модели върху корелационната функция - специален инструмент, който дава информация за „историята" на частиците и как са взаимодействали една с друга.
Ключът към разгадаването на механизма е откриването на характеристичен сигнал - специфична структура в данните, която се появява при разпадни процеси с участието на резонанси. „Това, което наблюдавахме, беше абсолютно същият характеристичен пик, какъвто се вижда при разпада на протон и пион. Това е директно доказателство, че резонансите играят ключова роля в образуването на деутероните", обясни ученият.
Той допълни, че до момента са съществували два подхода за обяснение на образуването на леки ядра. Единият твърди, че те се образуват директно от кварк-глуонната плазма - екстремно гореща материя, възникваща при сблъсъците в колайдера. Другият предполага, че първо се образуват протони и неутрони, които след това се обединяват. Проблемът с втория подход е бил Законът за запазване на енергията - протон и неутрон сами не могат да се свържат без допълнителен механизъм.
Откритието на екипа показва, че ключова роля играят резонансите - възбудени състояния на частиците. Делта-резонансът (възбудено състояние на протона) се разпада на стабилен протон и частица, наречена пион, която отнася излишната енергия. Така се запазва енергията на реакцията и протонът може да се свърже с близък неутрон, образувайки деутерон. „До момента такъв механизъм не беше експериментално доказан", подчерта д-р Михайлов.
По думите на учения, ако разберем как работят тези процеси на микроскопично ниво, можем да разберем и по-мащабни явления - как се формират планетите и как се е развила Вселената като цяло.
На въпрос дали откритието има практическо приложение д-р Михайлов отговори, че то помага в търсенето на тъмната материя. На Международната космическа станция има експеримент, който мери антиматерия в Космоса, а анализът на данните от този експеримент частично се прави във Физическия факултет на СУ, каза той. „Колкото по-добре разбираме как се образува антиматерията, толкова по-точно можем да кажем колко от нея очакваме да достига до Земята", обясни д-р Михайлов.
Експериментът ALICE изследва кварк-глуонната плазма - състояние на материята, което е съществувало в първите микросекунди след Големия взрив. При сблъсъците в Големия адронен колайдер се постигат температури около 100 хиляди пъти по-високи от тези в центъра на Слънцето. Тази плазма се държи като „перфектен флуид", от който след това кварките и глуоните се прегрупират, за да образуват протони и неутрони, обясни той.
На въпрос дали има интерес от страна на младите хора в България към физиката д-р Михайлов отговори, че във Физическия факултет на СУ студенти още от бакалавърска степен участват активно в анализа на данните от експеримента ALICE. По думите му това им позволява да учат не само теория, но и как тя реално се прилага в научната практика.
Работата в международни колаборации като ALICE позволява на българските учени да участват пълноценно в световната наука, независимо от местоположението си. „Когато има интерес, се намира и начин. В момента в България има интерес и има възможности", каза ученият.