Самая тяжелая из когда-либо обнаруженных частиц антиматерии может объяснить преобладание материи во Вселенной
Физики из коллаборации STAR впервые зафиксировали самое тяжелое из известных ядер антиматерии — антигиперводород-4. Обнаружение 16 таких частиц среди 6 миллиардов столкновений на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) не просто расширяет таблицу экзотических частиц, а приближает науку к разгадке фундаментальной тайны: почему Вселенная, вопреки ожиданиям, состоит из материи, а не превратилась в пустоту после аннигиляции.
Как ищут антиматерию в «супе» Большого взрыва
Эксперимент STAR воссоздает условия, царившие во Вселенной через миллисекунды после Большого взрыва. Сталкивая ядра атомов (ионы), разогнанные почти до скорости света, ученые получают кварк-глюонную плазму. Из этого энергетического «супа» спонтанно рождаются пары материи и антиматерии. Задача исследователей — выловить среди миллионов обычных частиц редчайшие анти-ядра, которые существуют лишь мгновение.
Охота на антигиперводород-4
Антигиперводород-4 состоит из антипротона, двух антинейтронов и антигиперона — частицы, содержащей «странный» кварк. Чтобы такая сложная структура сформировалась, все четыре компонента должны случайно «встретиться» в одной точке пространства в один момент времени. Из 6 миллиардов столкновений ученые отобрали 22 кандидата, из которых лишь 16 с высокой вероятностью оказались искомыми ядрами. Остальные были отсеяны как шум от распада пионов.
Почему материя победила: первые итоги
Сравнив время жизни антигиперводорода-4 с его аналогом из обычной материи (гиперводородом-4), физики не нашли никакой разницы. Это ожидаемый результат: нарушение симметрии между материей и антиматерией — настолько редкое событие, что его невозможно заметить при столь малом количестве частиц. Однако сам факт обнаружения такого тяжелого анти-ядра открывает путь к более точным экспериментам.
Следующим шагом станет измерение массы антигиперводорода-4 с беспрецедентной точностью. Даже ничтожное расхождение в массе между частицей и античастицей может указать на механизм, который привел к доминированию материи в первые мгновения существования Вселенной. Пока же физики продолжают накапливать статистику на коллайдере, чтобы однажды найти ту самую «трещину» в Стандартной модели, из-за которой мы существуем.
