Антиматерия раскрывает секреты: что нашёл Большой адронный коллайдер

Учёные Большого адронного коллайдера (БАК) сделали ещё один важный шаг в исследовании антиматерии, обнаружив самую тяжёлую из известных частиц этого типа — антигипергелий-4.

Фото: commons.wikimedia.org by CERN, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Адронный коллайдер

Это открытие позволяет взглянуть на раннюю историю Вселенной и, возможно, приблизиться к разгадке одной из самых сложных её тайн — почему материя преобладает над антиматерией.

Условия ранней Вселенной

Большой адронный коллайдер, расположенный под Альпами недалеко от Женевы, Швейцария, уже известен открытием бозона Хиггса.

Теперь его детектор ALICE смог воспроизвести состояние материи, существовавшее в момент зарождения Вселенной, менее чем через миллионную долю секунды после Большого взрыва.

Это стало возможным благодаря столкновению тяжёлых ионов свинца, которое создало кварк-глюонную плазму — вещество, напоминающее первичный суп материи.

Антигипергелий-4: ключ к разгадке

Антигипергелий-4 состоит из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбда-частицы. Его существование было подтверждено в 2018 году, когда частица распалась на другие элементы, которые удалось зафиксировать. Используя методы машинного обучения, учёные выделили эту частицу из множества данных.

Это открытие дополняет данные о более лёгкой частице — антигипертритоне, обнаруженной ранее. Оба открытия помогают понять, как материя и антиматерия взаимодействовали в первые мгновения существования Вселенной.

Почему это важно?

Материя и антиматерия, согласно современным представлениям, были созданы в равных количествах. Однако в процессе развития Вселенной баланс сместился в сторону материи. Этот феномен, известный как "асимметрия материи и антиматерии", до сих пор остаётся одной из самых больших загадок в физике.

Открытия, сделанные с помощью БАК, указывают, что вещество и антивещество формируются в равных количествах в условиях кварк-глюонной плазмы, но причины дальнейшего дисбаланса пока остаются неизвестными.

Дальнейшее изучение антигипергелия-4 и подобных частиц может помочь ответить на вопросы о природе материи, антиматерии и о том, почему мы вообще существуем.

Полученные данные уже соответствуют существующим теоретическим моделям и дают надежду на дальнейшие открытия.

Уточнения

Барио́нная асимметри́я Вселе́нной — наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом. Простейшее объяснение состоит в том, что изначальные условия расширения Вселенной уже были несимметричными, что привело к наблюдаемому преобладанию. Этот вариант, хотя и возможный, не обладает привлекательностью и не даёт новых интересных следствий, что приводит физиков к поиску более глубоких причин возникновения асимметрии из изначально симметричного состояния.