Физики обнаружили рекордную частицу самого дорогого вещества на Земле: какую тайну можно раскрыть

Фото: New Scientist

Ученые в результате экспериментов на Большом адронном коллайдере впервые обнаружили самую тяжелую частицу антиматерии из всех известных. Новое открытие поможет приблизиться к разгадке тайны преобладания обычной материи над антиматерией во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет New Scientist.

В прошлом году физики из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) с помощью релятивистского коллайдера тяжелых ионов обнаружили на тот момент самую тяжелую частицу антиматерии среди всех известных: антигиперводород-4. Теперь же физики на Большом адронном коллайдере во время столкновения ионов свинца обнаружили еще более тяжелую частицу антиматерии: антигипергелий-4

Антиматерия, как уже писал Фокус, является самым дорогим веществом на Земле и один грамм может стоить несколько квадриллионов долларов. Это связно с тем, что частицы антиматерии не могут существовать очень долго и их нужно хранить специальным образом.

Сейчас физики считают, что антиматерия и обычная материя, и соответственно частицы и античастицы, были созданы в равном количестве через доли секунды после Большого взрыва, когда Вселенная была наполнена кварк-глюонной плазмой. Но при встрече обычные частицы и их аналоги из антиматерии уничтожаются. Антиматерии сейчас во Вселенной намного меньше, чем обычной материи, а потому она существует в том виде, в котором мы ее знаем. Но почему обычной материи стало больше? На этот вопрос физики ищут ответ и его могут помочь найти антигиперядра. Дело в том, что они создаются также в кварк-глюонной плазме, которая существует очень недолго. Именно так был обнаружен антигипергелий-4.

Вторым по распространенности химическим элементом во Вселенной после водорода является гелий. Ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Эти частицы состоят из еще меньших частиц, которые называются нижний и верхний кварк. Также существует нестабильная частица гиперон, состоящая из нескольких странных кварков (это еще один тип кварков). Гипероны, нейтроны и протоны входят в состав частиц под названием гиперядра в обычной материи. Эти гиперядра впервые нашли в космических лучах, которые пронизывают всю Вселенную.

Антигипергелий-4 является антигиперядром и это аналог гипергелия-4 в обычной материи. Если гипергелий-4 состоит их двух протонов, одного нейтрона и одного гиперона, то антигипергелий-4 состоит из двух антипротонов, антинейтрона и антигиперона.

До сих пор точно не известно, как гипероны ведут себя в природе, ведь они встречаются только внутри нейтронных звезд. Эти звезды появляются после того, как массивные обычные звезды взрываются сверхновыми и оставляют после себя один из самых плотных объектов во Вселенной. Также физики не до конца понимают, как античастицы взаимодействуют друг с другом.

На сегодняшний день физики обнаружили только три гиперядра из антиматерии, но все они могут помочь разгадать секрет дисбаланса материи и антиматерии во Вселенной. Если бы обычной материи не стало каким-то образом больше, то ни звезд, ни планет не могло бы существовать.

Авторы исследование намерены продолжить эксперименты в надежде обнаружить еще более тяжелую частицу антиматерии.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform