Ученые из ЦЕРН, где находится Большой адронный коллайдер, являющийся самым мощным на сегодняшний день ускорителем частиц, обнаружили самую тяжелую форму антиматерии. Это открытие имеет столь же огромное значение, как и предыдущие открытия, такие как частица бозона Хиггса, распад B-мезона и гиперядра.
Ученые из ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Большом адронном коллайдере сообщили о доказательствах существования новой частицы антиматерии под названием антигипергелий-4, по сути, являющегося антиподом частицы под названием гипергелий-4. Эта невероятно экзотическая форма материи содержит два антипротона, антинейтрон и нестабильную частицу под названием антилямбда, состоящую из субатомных кварков.
Это открытие важно, поскольку оно позволило физикам изучить экстремальные условия Вселенной, когда её возраст составлял менее одной секунды. Открытие также дает представление об одной из наших самых больших загадок - проблеме барионной асимметрии.
Когда Вселенная возникла во время Большого взрыва, материя и антиматерия должны были существовать в равных количествах. Поскольку противоположные пары всегда аннигилируют друг с другом, вся материя и антиматерия должны были превратиться в чистую энергию. Но, каким-то образом мы оказались во Вселенной, в которой доминирует обычная материя, и лишь крошечная часть антиматерии смогла сохраниться. Изучение гипергелия и его антипода в виде антигипергелия может помочь разгадать эту загадку.
Открытие антигипергелия-4 стало результатом эксперимента по столкновению, проведенного на Большом адронном коллайдере в 2018 году. В нем произошло столкновение ионов свинца на колоссальных скоростях, воссоздав сверхкритические условия новорожденной Вселенной. Затем исследователи использовали передовую модель машинного обучения для изучения данных столкновения. Анализ выявил сигнатуру частиц антигипергелия-4, распадающихся на другие частицы.
Также был обнаружен более легкий антигиперводород-4. Исследователи точно измерили массы этих двух частиц и смогли сопоставить данные с самыми современными физическими теориями. Результаты эксперимента подтверждают, что материя и антиматерия создаются в равных количествах. Так что же нарушило баланс, если Вселенная началась с равных пропорций?
Физики до сих пор не имеют адекватных ответов на этот вопрос. Однако коллайдер время от времени получает определенные обновления, например, сверхбольшие магниты для более острых пучков в начале текущего месяца. Кто знает, возможно, уже не за горами то время, когда ученые смогут ответить на столь важный для понимания эволюции Вселенной вопрос.
