Големият адронен колайдер откри антихиперхелий-4 – най-тежката частица антиматерия на Земята

ЦЕРН съобщи, че научното сътрудничество ALICE за първи път е открило най-тежките досега екзотични частици и техните антиподи от антиматерия. Учените отдавна се занимават с проблема защо в нашия свят има много материя и почти никаква антиматерия. Материята и антиматерията е трябвало да се появят в равни пропорции, но в някакъв момент след Големия взрив нещо се объркало и антиматерията почти изчезнала от Вселената. Отговорът на този въпрос се търси в Големия адронен колайдер (LHC).

По-рано тази година в Колайдера на релативистки тежки йони (RHIC), STAR Collaboration наблюдава антихиперводород-4 (antihyperhydrogen-4). Това е свързаното състояние на антипротон, два антинеутрона и антиламбда. Всичко това е антиматерия, експериментите с която ни позволяват да разберем причините за дисбаланса между материята и антиматерията във Вселената.

Колаборацията ALICE в Големия адронен колайдер (LHC) на ЦЕРН обаче реши да отиде по-далеч и да открие следващия най-тежък атом и неговата версия на антиматерия.

Заслужава да се отбележи, че изкуственият интелект е помогнал в работата. Учените са използвали данни от експериментите през 2018 година, при които в LHC се сблъскаха два снопа оловни йони. Програмата за първи път успя да открие следи от антихиперхелий-4 (antihyperhelium-4) – антиматерия на екзотичния хиперхелий-4. Атомът на антихиперхелий-4 се състои от два антипротона, един антинеутрон и един антиламбда.

Резултатът е със стойност 3,5 стандартни отклонения (сигма) и също така предоставя първото доказателство за съществуването на най-тежкия хипернуклеус на антиматерия, получаван някога в LHC.

При този разбор беше открито и ядро на антихиперводород-4 със стандартно отклонение от 4,5 сигма. Служителите на ALICE потвърдиха откритието на колегите си и успяха да измерят добивите и масите на двете хипернуклеуси. Трябва да се спомене, че хипернуклеите са открити за първи път преди около 70 години при разпадането на космически частици в атмосферата. Учените могат само да завиждат на космическата енергия на тези частици, чието ниво едва ли е възможно да се възпроизведе в лабораториите на Земята.

Между другото, антихиперхелий-4 възникна в LHC при енергия на сблъсъка 5,02 TeV (тераелектронволта), което просто бледнее на фона на рекордните регистрации на космически частици с енергии в стотици екзаелектронволта, а това е разлика до осем порядъка. Регистрираният от учените добив на антихиперхелий-4 е равен на единица, което означава, че той е еднакво образуван с атомите на хиперхелий-4. Учените отново са убедени, че материята и антиматерията във Вселената трябва да са равни. Сега следва търсене на причината за тази асиметрия.