Large Hadron Collider a găsit prima dovadă pentru cea mai grea particulă de antimaterie

Cel mai mare experiment științific din lume, Large Hadron Collider, vine cu noi rezultate, detectând indicii despre cea mai grea particulă de antimaterie descoperită vreodată.

Acest rezultat sugerează că Large Hadron Collider (LHC), din Elveția, cel mai puternic accelerator de particule construit vreodată, le-a oferit oamenilor de știință o privire asupra condițiilor existente atunci când Universul avea mai puțin de o secundă vechime. Cea mai grea particulă de antimaterie este perechea unei particule masive de materie numită hiperheliu-4, iar descoperirea sa i-ar putea ajuta pe cercetători să răspundă la întrebarea de ce materia obișnuită a ajuns să domine Universul, deși materia și antimateria au fost create în cantități egale la începutul timpului.

• Bacteriile dăunătoare pot declanșa dureri în intestin, iar oamenii de știință au aflat de ce
• Luna Pământului ar fi putut avea inele asemănătoare cu Saturn, sugerează un nou studiu

Această discrepanță este cunoscută sub numele de „asimetria materie-antimaterie”. Particulele de materie și antimaterie se anihilează reciproc la contact, eliberându-și energia înapoi în cosmos. Acest lucru implică faptul că dacă nu ar fi apărut o asimetrie între cele două tipuri de particule în Universul timpuriu, cosmosul ar fi fost mult mai gol și mai puțin interesant.

Cea mai grea particulă de antimaterie a fost detectată de acceleratorul de particule din Geneva

LHC nu este străin de descoperirile care schimbă paradigme despre Universul timpuriu. Situat într-un tunel de 27 de kilometri sub Alpi, lângă Geneva, Elveția, LHC este cel mai cunoscut pentru descoperirea bosonului Higgs, „mesagerul” câmpului Higgs, responsabil pentru oferirea masei altor particule la începutul timpului.

Coliziunile care au loc la LHC generează o stare a materiei numită „plasmă quark-gluon”. Această plasmă densă este similară cu „supa primordială” care a umplut Universul la aproximativ o milionime de secundă după Big Bang.

Din această plasmă quark-gluon apar „hipernuclee” exotice și omoloagele lor de antimaterie, permițându-le cercetătorilor să observe condițiile din Universul timpuriu. Hipernucleele conțin protoni și neutroni, asemenea nucleelor atomice obișnuite, dar și particule instabile numite „hiperoni”. Spre deosebire de protoni și neutroni, care sunt compuși din quarcuri up și down, hiperonii conțin și quarcuri „strange”, scrie Space.com.

Hipernuclee

Hipernucleele au fost descoperite pentru prima dată în razele cosmice, fluxuri de particule încărcate care bombardează Pământul din spațiul îndepărtat, în urmă cu aproximativ șapte decenii. Totuși, acestea sunt rare și dificil de produs și studiat în laborator, ceea ce le-a făcut misterioase.

Descoperirea primelor indicii ale hipernucleului de antimaterie asociat hiperheliului-4 a fost realizată de detectorul ALICE al LHC. Spre deosebire de majoritatea experimentelor de la LHC, care implică coliziuni între protoni la viteze apropiate de cea a luminii, colaborarea ALICE utilizează coliziuni între particule mult mai grele, cum ar fi nuclee de plumb.

Coliziunile cu nuclee de plumb sunt ideale pentru generarea unor cantități semnificative de hipernuclee. Până de curând, cercetătorii reușiseră să observe doar cel mai ușor hipernucleu, hipertritonul, și omologul său de antimaterie, antihipertritonul.

Asta până la începutul anului 2024, când cercetătorii de la Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) din New York au detectat antihiperhidrogen-4, compus dintr-un antiproton, doi antineutroni și o particulă numită „antilambda”.

Acum, echipa ALICE a depistat o particulă de antimaterie și mai grea, antihiperheliu-4, formată din doi antiprotoni, un antineutron și o antilambda.

Datele privind această descoperire provin din coliziuni de nuclee de plumb realizate în 2018. Semnătura antihiperheliului-4 a fost identificată prin descompunerea sa în alte particule detectate ulterior.

Cercetătorii ALICE au utilizat tehnici de învățare automată pentru a analiza datele, obținând rezultate mai precise decât metodele convenționale. De asemenea, echipa a determinat masele particulelor antihiperheliu-4 și antihiperhidrogen-4, care sunt în acord cu teoriile actuale ale fizicii particulelor.

Cu toate acestea, motivul dezechilibrului materie-antimaterie din Univers rămâne necunoscut. Particulele antihiperheliu-4 și antihiperhidrogen-4 ar putea oferi indicii importante în rezolvarea acestui mister.

Vă recomandăm să citiți și:

Un nou cerc radio ciudat, descoperit cu telescopul MeerKAT

Atmosfera lui Venus arată că planeta nu a susținut niciodată viață

Astronomii au descoperit că un eveniment surprinzător a produs materie întunecată înainte de Big Bang

Cine este viitorul șef al NASA nominalizat de Donald Trump?