Cea mai grea particulă de antimaterie descoperită vreodată ar putea deține secrete despre originile universului nostru

Oamenii de știință au observat cel mai greu nucleu de antimaterie detectat vreodată pândind într-un accelerator de particule.

Greutatea antimateriei, numită antihiperhidrogen-4, este formată dintr-un antiproton, doi antineutroni și un antihiperon (un barion care conține un cuarc ciudat). Fizicienii au descoperit urme ale acestei antimaterie printre urmele de particule de la 6 miliarde de coliziuni la Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) de la Brookhaven National Laboratory din New York.

Studiind particula ciudată, fizicienii speră să descopere câteva diferențe cheie între materie și antimaterie, ceea ce ar putea ajuta la explicarea de ce universul nostru este acum plin de materie, dat fiind că antimateria a fost creată în cantități egale la începutul timpului. Cercetătorii și-au publicat concluziile pe 21 august în jurnal Natură.

„Cunoștințele noastre fizice despre materie și antimaterie sunt că, cu excepția faptului că are sarcini electrice opuse, antimateria are aceleași proprietăți ca și materia – aceeași masă, aceeași perioadă de viață înainte de descompunere și aceleași interacțiuni”, coautor al studiului. Junlin Wustudent absolvent la Departamentul Comun de Fizică Nucleară, Universitatea Lanzhou și Institutul de Fizică Modernă, China a spus într-o declarație. „De ce universul nostru este dominat de materie este încă o întrebare și nu știm răspunsul complet.”

Conform modelului standard al cosmologiei, după Big bang Tânărul cosmos era un bulion de plasmă agitat de materie și particule de antimaterie care au apărut și s-au anihilat reciproc la contact.

Înrudit: Neutrini „fantomatici” observați pentru prima dată în interiorul celui mai mare accelerator de particule din lume

Teoria prezice că materia și antimateria din interiorul acestei supe de plasmă ar fi trebuit să se anihileze reciproc în întregime. Dar oamenii de știință cred că un dezechilibru necunoscut a permis producerea mai multor materie decât antimaterie, salvând universul de la autodistrugere.

Pentru a investiga ce ar fi putut cauza acest dezechilibru, cercetătorii din spatele noului studiu au produs particule de antimaterie dintr-un simulator mini-Big Bang. Civizorul RHIC aruncă miliarde de ioni grei (nuclee atomice dezbrăcate de electroni) unul asupra celuilalt, creând o supă de plasmă din care elementele primordiale ale cosmosului nostru ies pentru scurt timp, se combină și apoi se degradează.

Pentru a pescui noi particule din marea de plasmă, fizicienii au căutat urmele semnalizatoare făcute pe măsură ce ionii se descompun sau se transformă în alte particule. Retraind traiectoriile acestor particule de la miliarde de evenimente de coliziune, cercetatorii au descoperit aproximativ 16 nuclei antihiperhidrogen-4.

Atât hiperhidrogenul-4, cât și omologul său antimaterie antihiperhidrogenul-4 par să dispară foarte repede cu ochiul, au descoperit cercetătorii. Dar fizicienii nu au găsit o diferență semnificativă între durata lor de viață, ceea ce indică faptul că cele mai bune modele ale noastre care descriu cele două tipuri de particule sunt corecte.

„Dacă ar fi să vedem o încălcare a [this particular] simetrie, practic ar trebui să aruncăm pe fereastră mult din ceea ce știm despre fizică”, coautor al studiului Emilie Duckworthun doctorand la Kent State University, a declarat în declarație.

Următorul pas al oamenilor de știință va fi compararea maselor antiparticulelor și a particulelor opuse ale acestora, ceea ce speră că ar putea dezvălui câteva indicii cu privire la modul în care a apărut universul nostru plin de materie.

Ben Turner este un scriitor cu sediul în Marea Britanie la Live Science. El acoperă fizică și astronomie, printre alte subiecte precum tehnologia și schimbările climatice. A absolvit University College London cu o diplomă în fizica particulelor înainte de a se pregăti ca jurnalist. Când nu scrie, lui Ben îi place să citească literatură, să cânte la chitară și să se facă de rușine cu șahul.