Китайские учёные обнаружили гиперядро антиматерии, состоящее из анти-версий частиц: антигиперона, антипротона и двух антинейтронов (гиперон, протон и нейтрон соответственно). Собственно, это АНТИгиперводород-4. Причём обнаружили всего 16 таких... Из 6,000,000,000 частиц!
Их следы были обнаружены на Релятивистском Коллайдере Тяжелых Ионов (РКТИ/RHIC - Relativistic Heavy Ion Collider), что может воссоздавать условия ранней Вселенной.
- Наши физические знания о материи и антиматерии заключаются в том, что, за исключением противоположных электрических зарядов, антиматерия имеет те же свойства, что и материя - ту же массу, такое же время жизни до распада и те же взаимодействия, - отметили учёные.
Считается, что хоть в теории и ~14 миллиардов лет назад было создано равное количество материи и антиматерии, материя в каком-то микроскопическом количестве преобладает над антиматерией и именно поэтому мы с вами не аннигилируемся. Даже видимый свет и весь его спектр - это тоже та кроха материи. Если бы материя была равна антиматерии, то не существовало бы ничего.
Понять эту асимметрию и помогает РКТИ - создавая частицы антиматерии и наблюдая, как они взаимодействуют с нашей материей на уровне далёкого прошлого.
Первое ядро антивещества:
В 2010 году он обнаружил антигипертритон. Это был первый случай существования ядра антивещества, содержащего гиперон - частицу, содержащую по крайней мере один "странный" кварк (до их открытия, частицы, которые ими обладали, называли "странными" из-за продолжительности существования), а не только более легкие "верхние" и "нижние" кварки, из которых состоят обычные протоны и нейтроны. Затем, всего год спустя, физики из STAR побили рекорд тяжелого антивещества, обнаружив антиматерию, эквивалент ядра гелия: антигелий-4.
Более поздний анализ показал, что антигиперводород-4 также может быть в пределах досягаемости. Но обнаружение этого нестабильного антигиперядра, в котором добавление антигиперона вместо одного из протонов (в антигелии), было бы редким событием. Для этого потребовалось бы, чтобы все четыре компонента - один антипротон, два антинейтрона и один антилямбда - вылетели из кварк-глюонного супа, образующегося в результате столкновений РКТИ, в нужном месте, в одном и том же направлении и в нужное время, чтобы слипнуться во временно связанное состояние.
- Только случайно эти четыре составляющие частицы возникают в результате столкновений RHIC достаточно близко друг к другу, чтобы они могли объединиться, чтобы сформировать это антигиперядро, - ну и вы догадались, что произошло.
Как же обнаружили следы?
Начнём с частиц, составляющих столь нестабильное антигиперядро. Один из продуктов распада - ядро антигелия-4, а второй, который можно отследить: простая, положительно заряженная частица - пион (pi+).
Так как в STAR уже обнаруживали ядро антигелия-4, то использовали привычный порядок действий, лишь постфактум нанесли на карту пионы (их траектории), чтобы по ним посмотреть, куда и что разлетелось. И вышли ли они вообще из одной точки. Проблема заключалась в 6 миллиардах столкновениях, и вылетающих при коллапсе в РКТИ пионах, которые могли быть вместе с антигелием-4 от сотни, до тысячи частиц.
И из этого вышло 22 события, которые могут быть достоверными, минус погрешность - почти точная уверенность, что в 16ти случаях это не был фоновый шум, а новое антигиперядро.
Результат был достаточно значительным, чтобы команда STAR провела несколько прямых сравнений материи и антиматерии:
Сравнили время жизни антигиперводорода-4 и его "материального" коллеги, состоят ведь из одинаковых блоков. А также гипертритона и его "антиматериального" коллегу.
Никакой разницы не последовало, что не удивило учёных - всё же эта проверка особенно сильной формы симметрии. А если разница и будет, то прямого ответа, почему так, она не даст. И вообще, выбросить большую часть физики в окно (учитывая, что она и так на базовой модели держится, словно Окина на ногах без своей коляски).
#Cirno #Science #Physics@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
