Ученые из Большого адронного коллайдера (ЦЕРН) — самого мощного ускорителя элементарных частиц в мире — открыли самую тяжелую форму антиматерии, которую когда-либо наблюдали. Это открытие является таким же значимым, как и предыдущие достижения ЦЕРН, в частности открытие бозона Хиггса и исследования распада B-мезонов.
В рамках эксперимента ALICE (Большой ионный коллайдер) была обнаружена частица антиматерии — антигипергелий-4. Она является «злым близнецом» другой экзотической частицы — гипергелия-4. Эта форма антиматерии состоит из двух антипротонов, антинейтрона и нестабильной антилямбда-частицы, которая, в свою очередь, содержит кварки.
Открытие важно для изучения экстремальных условий, царивших во Вселенной менее чем через секунду после Большого взрыва. Оно также помогает понять одну из самых больших загадок физики — проблему барионной асимметрии. По теории, материя и антиматерия после Большого взрыва должны были существовать в равных количествах, а взаимная аннигиляция этих частиц должна была привести к образованию чистой энергии. Однако современная Вселенная состоит преимущественно из материи, а антиматерия сохранилась лишь в незначительных количествах. Исследование гипергелия и его античастицы может пролить свет на причины этого дисбаланса.
Антигипергелий-4 был обнаружен в результате эксперимента 2018 года, когда на Большом адронном коллайдере столкнули ионы свинца на высоких скоростях, воссоздав экстремальные условия ранней Вселенной. Данные, полученные во время эксперимента, были проанализированы с помощью моделей машинного обучения. Анализ выявил характерные признаки антигипергелия-4, когда эти частицы распадались на другие.
Кроме того, была идентифицирована более легкая частица — антигипергидроген-4. Исследователи точно измерили массы обеих частиц и сопоставили полученные результаты с современными теориями физики. Подтверждено, что материя и антиматерия создаются в равных долях. Это ставит новый вопрос: что нарушило симметрию, если начальная Вселенная имела равную пропорцию этих форм материи?
Сейчас ученые не имеют окончательного ответа. Этот вопрос остается одним из нерешенных в современной физике. Однако модернизация Большого адронного коллайдера продолжается. В частности, недавно установленные сверхбольшие магниты позволят достичь еще более точных экспериментов. Вполне возможно, что будущие исследования откроют новые горизонты в изучении антиматерии.
Ранее мы сообщали о том, что гамма-вспышка оказалась аннигиляцией материи и антиматерии.
По материалам home.cern
