Материя против антиматерии: учёные создали самое тяжелое антиматериальное ядро

Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории добились значимого успеха в области изучения антиматерии, создав самое тяжелое экзотическое антиматериальное гиперядро, когда-либо наблюдавшееся. Этот прорыв был достигнут в рамках работы коллаборации STAR, использующей Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC). Этот мощный ускоритель позволяет разгонять атомные ядра до экстремально высоких энергий и сталкивать их друг с другом, создавая условия, близкие к тем, что существовали во Вселенной в момент Большого взрыва.

В ходе эксперимента ученые сфокусировались на создании и исследовании экзотических ядер, которые, помимо обычных протонов и нейтронов, включают в свой состав и другие частицы, такие как лямбда-частицы. Эти частицы являются нестабильными и распадаются за доли секунды, что усложняет их изучение. Например, в 2010 году исследователям уже удалось создать тритиевое гиперядро, состоящее из протона, нейтрона и лямбда-частицы, а также его антиматериальный эквивалент, что стало важным шагом в исследовании антиматерии.

В недавно проведенном эксперименте ученым удалось создать еще более сложное и тяжелое гиперядро — гидроген-4, состоящее из одного протона, двух нейтронов и лямбда-частицы, а также его антиматериальную версию. Это достижение стало возможным благодаря анализу данных более чем шести миллиардов столкновений частиц, что позволило зафиксировать 24 обычных и 16 антиматериальных гиперядра гидрогена-4.

Целью этих исследований было не только создание новых экзотических частиц, но и попытка найти различия между материей и антиматерией, которые могли бы объяснить, почему наша Вселенная состоит в основном из материи, хотя теоретически ожидалось бы равное количество материи и антиматерии. Хотя текущий анализ не выявил существенных различий между свойствами материи и антиматерии в созданных гиперядрах, результаты полностью соответствуют современным теориям.

Тем не менее, ученые продолжают внимательно изучать полученные данные, стремясь обнаружить более тонкие эффекты и различия, которые могли бы пролить свет на фундаментальные вопросы о происхождении асимметрии материи и антиматерии во Вселенной. Эти исследования могут иметь далеко идущие последствия для понимания эволюции Вселенной и процессов, происходивших в ее первые мгновения.