В Большом адронном коллайдере в ЦЕРН происходят столкновения, при которых на долю секунды формируются почти те условия, что существовали сразу после Большого взрыва. В потоке частиц физики стремятся обнаружить самые необычные, таким образом исследуют пределы нашего понимания физики.
Недавно ученые из проекта ALICE (A Large Ion Collider Experiment) сообщили о действительно необычной находке. В еще не прошедшей рецензирование статье объявлено об обнаружении антигипергелия-4.
Гелий — второй по легкости и распространенности во Вселенной элемент, его ядро содержит два протона и два нейтрона, возле него — два электрона.
Электроны — фундаментальные частицы: они не состоят из других, более мелких частиц. Протоны и нейтроны, напротив, состоят из кварков. Протоны содержат два верхних кварка и один нижний, а нейтроны — один верхний и два нижних.
Однако существует еще четыре типа кварков. Один из них — странные кварки, это более тяжелая версия нижнего кварка. Если объединить странный кварк с двумя другими, получится гиперон, частица, похожая на нейтрон или протон, но более тяжелая.
Гипероны нестабильны, но они могут прожить достаточно долго, чтобы объединяться с протонами и нейтронами. Гипергелий-4 состоит из двух протонов, одного нейтрона и одного гиперона лямбда (состоящего из одного верхнего, одного нижнего и одного странного кварка).
Недавно физики нашли антигипергелий-4, который состоит из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды. Они наблюдали продукты его распада (ядро антигелия-3, антипротон и заряженный пион). Это первое свидетельство самого тяжелого гиперядра антиматерии на Большом адронном коллайдере. Статья отправлена в Physical Review Letters и доступна на сайте ALICE.
В прошлом году было объявлено об открытии самого легкого гиперядра — гипертритона и его двойника из антиматерии — антигипертритона. В этом году получен антигиперводород-4, который немного легче, чем антигипергелий-4. Цель подобных исследований — найти ответы на фундаментальные вопросы о природе Вселенной. Согласно законам физики, материи и антиматерии должно быть равное количество, однако Вселенная состоит почти целиком из материи. Почему — одна из самых больших загадок физики.
Данные этих частиц пока не показали отклонений от ожидаемого поведения материи и антиматерии, поэтому исследования продолжаются.
Антиматерию впервые вывезут за пределы лаборатории
10-летний эксперимент дает первое представление о внутренней структуре нейтрона