Vedcom padla sánka: Náhodou objavili rekordnú antičasticu, ktorá prepíše fyziku

Vedci z experimentu ALICE, ktorý je súčasťou Veľkého hadrónového urýchľovača (LHC) v CERN-e, dosiahli prelomový úspech. Prvýkrát detegovali antihyperhélium-4 – najťažšiu antičasticu, aká bola doteraz objavená. Tento objav je výsledkom analýzy dát z kolízií ťažkých iónov, ktoré sa uskutočnili v roku 2018. Na tému upozornil portál InterestingEngineering.

Čo je antihyperhélium-4?

Antihyperhélium-4 je exotická častica tvorená dvoma antiprotónmi, jedným antineutrónom a jednou antilambda časticou. Predstavuje „zrkadlový obraz“ hyperhélia-4, ktoré vzniká kombináciou protónov, neutrónov a hyperónov. Hyperóny na rozdiel od bežných protónov a neutrónov sú veľmi nestabilné častice obsahujúce zvláštne kvarky.

Tieto exotické štruktúry, nazývané hypernukleá, boli prvýkrát spozorované v kozmickom žiarení pred viac ako siedmimi desaťročiami, ale ich výskum ostáva mimoriadne náročný, pretože sa v prírode vyskytujú len veľmi zriedkavo.

CERN

Priebeh experimentu

V LHC vedci dokážu simulovať podmienky, aké panovali vo vesmíre len zlomok sekundy po Veľkom tresku. Pri kolíziách ťažkých iónov vzniká stav známy ako kvarkovo-gluónová plazma, čo je prehriata hmota vysokej hustoty zložená z kvarkov a gluónov. Predpokladá sa, že táto hmota existovala počas prvých 20 až 30 mikrosekúnd existencie vesmíru. Tieto extrémne podmienky umožňujú vznik nových častíc, vrátane hypernukleí a ich antihmotných protikladov.

Vedci namiesto tradičných metód použili strojové učenie, čo im umožnilo presnejšie identifikovať signály antihyperhélia-4, ako aj jeho príbuzných, antihypervodíka-4 a hyperhélia-4. Kľúčovým krokom bolo zachytenie častíc, do ktorých sa tieto hypernukleá rozkladajú – napríklad piónov a antiprotónov. Keď výskumníci pozorovali signály s presnosťou 3,5 štandardných odchýlok, mohli s vysokou istotou potvrdiť existenciu antihyperhélia-4.

František Iván/TASR

Okrem samotnej detekcie vedci tiež zmerali hmotnosť antihyperhélia-4 a porovnali ju s antihypervodíkom-4. Zistenia ukázali, že tieto údaje sú v súlade so súčasne predpokladanými priemermi.

Prečo je tento objav dôležitý?

Doterajšie experimenty v LHC ukazujú, že hmota a antihmota sa tvoria v rovnakých množstvách. Avšak vo vesmíre pozorujeme takmer výlučne hmotu, zatiaľ čo antihmota je extrémne vzácna. Nové poznatky môžu poskytnúť kľúčové informácie k pochopeniu tejto nerovnováhy a pôvodu vesmíru.

Tento objav tiež otvára nové možnosti pre štúdium antihmoty a prináša jedinečný pohľad na to, ako mohli vyzerať prvé okamihy nášho vesmíru. Ako uvádzajú vedci, tieto výsledky zároveň obohacujú naše poznatky o základných stavebných kameňoch hmoty a antihmoty.

Čítajte viac z kategórie: Novinky