Odkrycie najcięższego egzotycznego jądra antymaterii w eksperymentach zderzeń w RHIC

WarsawNaukowcy z Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) odkryli nowy rodzaj jądra antymaterii, nazwany antyhiperwodór-4. Składa się ono z czterech cząstek antymaterii: jednego antyprotonu, dwóch antineutronów i jednego antyhiperonu. Odkrycia tego dokonano przez zespół STAR Collaboration po przeanalizowaniu danych z sześciu miliardów zderzeń jąder atomowych. To jądro antymaterii jest najcięższym odkrytym dotychczas.

Aby lepiej zrozumieć to odkrycie, oto krótki przegląd, co czyni je istotnym:

• Elementy antyhiperwodoru-4 obejmują niezwykłą cząstkę zwaną antyhiperonem, konkretnie antylambdą.
• Fizycy z eksperymentu STAR wcześniej wykryli lżejsze jądra antymaterii, takie jak antyhipertryton i antihel-4.
• Ostatnie wykrycie wymagało, aby cztery cząstki antymaterii były wyemitowane wystarczająco blisko siebie w przestrzeni i czasie, aby utworzyć tymczasowo związany stan.

Zespół STAR odkrył antyhiperwodór-4, analizując jego produkty rozpadu, głównie antyhel-4 i pion (pi+). Pomimo trudności, zidentyfikowali około 22 potencjalne zdarzenia mogące wskazywać na ten rzadki antyhiperjąder, szacując, że w rzeczywistości wykryto około 16 przypadków.

Naukowcy znaleźli nową metodę badania różnic między materią a antymaterią. Uważa się, że materia i antymateria mają takie same właściwości fizyczne z wyjątkiem przeciwnych ładunków, ale większość wszechświata składa się z materii. Eksperymenty prowadzone w RHIC, gdzie zderzają się ciężkie jony tworząc materię i antymaterię w niemal równych ilościach, mogą pomóc naukowcom zrozumieć, dlaczego we wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:23

Nowe podejście do choroby Alzheimera: odkrycia dotyczące mechanizmów i potencjalnych terapii

Porównując czas życia antymaterii i jej odpowiedników w formach hiperwodoru-4 oraz hipertritonów z ich materialnymi odpowiednikami, naukowcy nie odkryli znaczących różnic. Wynik ten wspiera obecne modele fizyczne zakładające, że materia i antymateria są symetryczne.

Potwierdzenie oczekiwanych modeli wciąż pozostawia nas z pytaniem, dlaczego wszechświat zawiera więcej materii niż antymaterii. Ta nieustająca zagadka napędza ciągłe badania. Przyszłe plany obejmują pomiary małych różnic masy między cząstkami a antycząstkami, aby zdobyć nowe informacje.

Te eksperymenty pomagają nam zrozumieć, dlaczego wszechświat wygląda tak, jak wygląda, poprzez badanie szczegółowych cech antymaterii. Badania te otrzymały wsparcie od Biura Nauki DOE, Narodowej Fundacji Nauki USA oraz różnych międzynarodowych organizacji. Główne centra obliczeń naukowych dostarczyły niezbędne zasoby obliczeniowe dla tych kompleksowych badań, co stanowi znaczący krok naprzód w badaniach nad antymaterią.