Физики Большого адронного коллайдера обнаружили антигипергелий-4, подтвердив модель антиматерии

Группа исследователей, работающих на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе, осуществила эксперимент, в результате которого удалось углубить знания о процессе формирования крупных античастиц, в частности антигипергелия-4 — самой массивной разновидности антиматерии, известной на сегодняшний день. Проанализировав данные, собранные в 2018 году с помощью детектора ALICE, ученые проверили две ведущие теории относительно образования подобных частиц при высокоэнергетических столкновениях ядер свинца. Исследование подтвердило достоверность теории SHM, предлагаемой как более простой, но точной модели, предсказывающей процессы синтеза антиматерии.

Во время эксперимента ученые ускоряли свинцовые ионы до энергии в 5 тераэлектронвольт (ТэВ) и устраивали их столкновение, создавая условия для появления антигипергелия-4 — структуры, схожей с атомом гелия-4, но состоящей из двух антипротонов, антинейтрона и анти-лямбда-бариона. Детектор ALICE зафиксировал частоту появления и массу этих частиц, а также их «зеркальных» эквивалентов — гипергелия-4. Сопоставляя результаты с предсказаниями теорий SHM и CM, ученые выяснили, что теория SHM значительно точнее описывает изучаемый процесс. Важным открытием стало почти равное количество образованных частиц и античастиц, что соответствует теоретическим ожиданиям.

Кроме того, исследователи выявили неожиданный фактор: для точности расчетов необходимо учитывать возбужденные состояния антигипергелия-4 и других тяжёлых античастиц. Этот аспект особо важен для анализа данных не только с БАК, но и с других ускорителей, таких как RHIC. Понимание этих состояний может ускорить обнаружение следов антиматерии и содействовать объяснению асимметрии между материей и антиматерией, возникшей после Большого взрыва.

Источник: iXBT