Самая тяжелая форма антиматерии помогла ученым проверить фундаментальные теории физики элементарных частиц и приблизиться к ответу на вопрос, почему наша Вселенная состоит преимущественно из материи, а не антиматерии — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Дарья Арцыбашева Автор новостей
Физики из ЦЕРН впервые зафиксировали процесс образования антигипергелия-4 при столкновении ядер свинца в Большом адронном коллайдере (БАК), рассказали ученые в журнале Physical Review Letters. Эксперимент проводился в декабре 2018 года на энергии 5 тераэлектронвольт.
Антигипергелий-4 — это экзотическая частица антиматерии, состоящая из двух антипротонов, одного антинейтрона и анти-лямбда-бариона. По структуре она напоминает обычный атом гелия-4, но построена из античастиц. На сегодняшний день это самая тяжелая форма антиматерии, которую удалось обнаружить ученым.
Главная цель эксперимента заключалась в проверке двух конкурирующих теорий образования антиматерии: статистической модели адронизации (SHM) и модели слияния (CM). Команда детектора ALICE измерила массу и частоту появления антигипергелия-4, а затем сравнила полученные данные с теоретическими предсказаниями обеих вариантов.
Результаты показали, что более простая теория SHM точнее описывает наблюдаемые явления. Это стало неожиданностью для многих физиков, так как обычно более сложные модели лучше соответствуют реальности.
Частота образования гипергелия-4 (материя) и антигипергелия-4 (антиматерия) оказалась практически одинаковой. Этот факт особенно важен для космологии, поскольку одна из главных загадок современной физики — почему в нашей Вселенной преобладает материя, хотя теоретически при Большом взрыве должны были образоваться равные количества материи и антиматерии.
В ходе исследования ученые также обнаружили, что при расчетах необходимо учитывать возбужденные состояния антигипергелия-4. Это открытие поможет физикам точнее искать следы тяжелых частиц антиматерии в данных с БАК и других ускорителей, таких как RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider).
Большой адронный коллайдер — крупнейшая экспериментальная установка в мире, расположенная на границе Швейцарии и Франции. Его кольцо имеет длину почти 27 километров и позволяет разгонять частицы до скоростей, близких к скорости света. БАК уже подарил миру множество открытий, включая обнаружение бозона Хиггса в 2012 году.
Новое исследование антигипергелия-4 продолжает серию экспериментов, направленных на поиск редких форм материи и антиматерии. Ученые надеются, что дальнейшие эксперименты на БАК помогут найти ответы на самые фундаментальные вопросы физики и космологии, включая природу темной материи и темной энергии.
Открытие имеет не только теоретическое значение. В будущем понимание свойств антиматерии может привести к прорывам в энергетике, медицине и других областях. Например, антиматерия уже сейчас используется в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для диагностики различных заболеваний.
Не так давно ученые сделали еще одно важное открытие — нейтрино оказалось легче, чем мы думали. Рассказали об этом в статье.
