Najcięższa cząstka antymaterii, jaką kiedykolwiek wykryto

Odkrycie jest pierwszym dowodem na istnienie najcięższego hiperjądra antymaterii, jakie kiedykolwiek znaleziono na świecie. Wielki Zderzacz Hadronów (LHC).

Wewnątrz Wielkiego Zderzacza Cząstek (LHC), okrągłego podziemnego tunelu o obwodzie 27 km na granicy francusko-szwajcarskiej, zespół naukowców przyspieszył cząstki subatomowe do prędkości bliskich prędkości światła.

Zderzenia te spowodowały na ułamek sekundy takie same warunki, jakie istniały we Wszechświecie wkrótce po Wielkim Wybuchu.

Wśród wielu obserwacji wynikających z eksperymentu, międzynarodowa współpraca ALICE ogłosiła niedawno pierwsze dowody anty-hiperhelium-4który składa się z dwóch antyprotonów, antyneutronu i antylambdy.

Według , jest to pierwsza obserwacja najcięższy hiperjądro antymaterii żadnego LHC.

Odpowiednikiem antyhyperhelu 4 nie jest zwykła materia, ale egzotyczna cząstka barionowa. Jest to forma hiperjądra złożona z cząstek zwanych hiperionami, co oznacza, że ​​hiperhel-4 nie jest cząstką złożoną wyłącznie z protonów i neutronów, ale „zmodyfikowaną” wersją helu-4, izotopu helu.

Hel, drugi najlżejszy i najobficiej występujący pierwiastek we Wszechświecie, ma jądro z dwoma protonami i dwoma neutronami, wokół którego krążą dwa elektrony. Protony i neutrony składają się z trzech kwarków: podczas gdy protony mają dwa kwarki górne i jeden dolny, neutrony mają jeden kwark górny i dwa dolne.

Oprócz tego typu kwarków istnieją inne, takie jak dziwny, który w połączeniu z dwoma innymi kwarkami tworzy hiperon, cząstkę podobną do neutronu i protonu, ale cięższą.

Pomimo tego, że są niestabilne, hiperony mają żywotność, która pozwala im łączyć się z protonami i neutronami, tworząc w ten sposób hiperhelium-4złożony z dwóch protonów, neutronu i hiperonu lambda.

Podczas poszukiwań hierjąder naukowcy wykorzystali uczenie maszynowe do identyfikacji znaków i znaleźli solidne dowody na ich istnienie. Co ciekawe, eksperci ALICE nie znaleźli żadnego dowodu na istnienie hiperhelu-4, ale raczej jego odpowiednik antymateriiantyhiperhel-4, złożony z dwóch antyprotonów, antyneutronu i antylambdy.

W tym celu fizycy zaobserwowali produkty rozpadu antyhyperhelu-4, czyli jądra antyhelu-3, antyprotonu i naładowanego pionu.

Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, czy hiperjądra antymaterii mogą istnieć. Antihyperhelium-4 jest pierwszym tego rodzaju, jaki kiedykolwiek zaobserwowano.

Ponieważ jest to niezwykle rzadka i egzotyczna forma antymaterii, badanie tego hiperjądra może pomóc w pogłębieniu wiedzy na temat tych przeciwnie naładowanych cząstek.

Artykuł naukowy został opublikowany na portalu arXiv, wymaga jednak jeszcze recenzji.