Découverte de l'antimatière: l'antihyperhydrogène-4, le noyau exotique le plus lourd jamais trouvé.

ParisDes scientifiques au Collisionneur d'Ions Lourds Relativistes (RHIC) ont découvert un nouveau type de noyau d'antimatière appelé antihyperhydrogène-4. Ce noyau est composé de quatre particules d'antimatière : un antiproton, deux antineutrons et un antihyperon. Cette découverte a été réalisée par l'équipe de la collaboration STAR après avoir analysé des données provenant de six milliards de collisions de noyaux atomiques. Ce noyau d'antimatière est le plus lourd identifié jusqu'à présent.

Pour mieux comprendre cette découverte, voici un bref résumé de ce qui la rend significative :

• Les composants de l'antihypération-4 incluent une particule inhabituelle nommée l'antihyperon, spécifiquement une antilambda.
• Les physiciens du STAR avaient déjà détecté des noyaux d'antimatière plus légers, tels que l'antihypértriton et l'anti-hélium-4.
• Cette dernière détection a nécessitée l'émission de quatre particules d'antimatière suffisamment proches dans l'espace et le temps pour former un état lié temporaire.

L'équipe STAR a découvert l'antihydrogène-4 en observant ses produits de désintégration, principalement l'antihélium-4 et un pion (pi+). Bien que cela ait été difficile, ils ont identifié environ 22 événements possibles pouvant indiquer cet antihypernoyau rare, avec une estimation d'environ 16 détections réelles.

Des scientifiques ont découvert une nouvelle méthode pour étudier les différences entre la matière et l'antimatière. On estime que matière et antimatière possèdent les mêmes propriétés physiques, à l'exception de leurs charges opposées, mais l'univers est principalement composé de matière. Les expériences menées au RHIC, où les ions lourds entrent en collision pour produire de la matière et de l'antimatière en quantités presque égales, pourraient aider les chercheurs à comprendre pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière.

En comparant la durée de vie des versions anti-matières de l'hyperhydrogène-4 et de l'hypertriton avec leurs équivalents de matière, les chercheurs n'ont trouvé aucune différence significative. Ce résultat renforce les modèles physiques actuels qui postulent que la matière et l'antimatière sont symétriques.

La confirmation des modèles prévus nous laisse tout de même perplexes quant à la raison pour laquelle l'univers contient plus de matière que d'antimatière. Ce mystère persistant alimente des recherches ininterrompues. Les plans futurs incluent la mesure de petites différences de masse entre les particules et les antiparticules afin d'obtenir de nouvelles perspectives.

Ces expériences nous aident à comprendre pourquoi l'univers est tel qu'il est aujourd'hui en étudiant les caractéristiques détaillées de l'antimatière. Cette recherche a reçu le soutien du Bureau de la science du DOE, de la National Science Foundation des États-Unis et de diverses organisations internationales. Des centres majeurs de calcul scientifique ont fourni les ressources informatiques nécessaires pour cette recherche approfondie, marquant une avancée significative dans l'étude de l'antimatière.