Доказательства существования странной частицы антиматерии впервые обнаружены в ЦЕРНе

Исследователи наблюдали продукты распада антигипергелия-4.

В Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе происходят столкновения, в которых на долю секунды повторяются условия, существовавшие сразу после Большого взрыва. В потоке частиц, которые образуются в эти мгновения, физики стремятся найти самые необычные, поскольку они помогают исследовать границы нашей физики. Теперь исследователи из эксперимента по созданию большого ионного коллайдера (ALICE) объявили о действительно странном явлении.

В новой работе, которая еще не прошла рецензирование, было обнаружено доказательство существования антигипергелия-4, который, судя по названиям, можно встретить скорее в вашем любимом научно-фантастическом сериале, чем в лаборатории. Но, давайте начнем с конца: гелий – второй по легкости и распространенности элемент во Вселенной, ядро которого состоит из двух протонов и двух нейтронов, окруженных двумя электронами.

Электроны являются фундаментальными частицами – это значит, что они не состоят из других, более мелких частиц. Протоны и нейтроны таковыми не являются: каждый из них состоит из трех кварков. Протоны состоят из двух верхних (u-кварк) и одного нижнего (d-кварк) кварков, а нейтроны – из одного верхнего и двух нижних.

Однако существуют еще четыре типа кварков. Один из них называется странным кварком (s-кварк), который является как бы более тяжелой версией нижнего кварка. Когда вы соединяете странный кварк с двумя другими кварками, получается гиперон – частица, похожая на нейтрон или протон, но более тяжелая.

Эти гипероны нестабильны, но они могут жить достаточно долго, чтобы присоединиться к протонам и нейтронам. Гипергелий-4 будет состоять из двух протонов, одного нейтрона и одного гиперона, известного как лямбда (он состоит из одного верхнего кварка, одного нижнего кварка и одного странного кварка).

антиматер
Иллюстрация образования антигипергелия-4 при столкновениях свинца со свинцом.

Если все это было для вас недостаточно сложно, то спешим сообщить, что в эксперименте исследователи нашли доказательства существования не гипергелия-4, а его аналога из антиматерии – антигипергелия-4, состоящего из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды. Они наблюдали продукты распада антигипергелия-4 – ядро антигелия-3, антипротон и заряженный пион. Это первое доказательство существования самого тяжелого гиперядра антиматерии, полученное на БАКе.

В прошлом году БАК объявил об открытии самого легкого гиперядра, гипертритона, и его партнера по антиматерии, антигипертритона. Ранее в этом году коллаборация STAR на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) получила антигиперводород-4 – антипротон, два антинейтрона и антилямбда – лишь немногим легче антигипергелия-4. ALICE нашел доказательства существования антигипергидрогена-4 и среди остальных.

Цель подобных исследований состоит не в том, чтобы всех запутать, а чтобы ответить на некоторые фундаментальные вопросы о природе Вселенной. Согласно законам физики, материя и антиматерия равны, но противоположны по электрическому заряду — и тем не менее, Вселенная состоит из материи. Что-то же должно было отдать предпочтение одной из них.

Данные, полученные с помощью этих частиц, пока не показали отклонений от ожидаемого поведения материи и антиматерии, поэтому поиски продолжаются.

Статья была отправлена в журнал Physical Review Letters и доступна для рецензирования на сайте ALICE для публикаций и статей по физике.

Читайте также: Физики, возможно, разгадали секрет безопасной транспортировки антиматерии

этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
Защита от убийц планет
Защита от убийц планет
Наша Вселенная находится внутри черной дыры? 
Наша Вселенная находится внутри черной дыры? 
Почему Толкин ненавидел «Дюну»? Загадка литературного противостояния
Почему Толкин ненавидел «Дюну»? Загадка литературного противостояния
Секрет на макушке: зачем Великому Сфинксу «люк» в голове?
Секрет на макушке: зачем Великому Сфинксу «люк» в голове?
Корреляция — не значит причинность. Так как же ученые вообще что-либо доказывают?
Корреляция — не значит причинность. Так как же ученые вообще что-либо доказывают?
previous arrow
next arrow

Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.

Поделиться

Добавить комментарий