Учёные Большого адронного коллайдера (БАК) сделали ещё один важный шаг в исследовании антиматерии, обнаружив самую тяжёлую из известных частиц этого типа — антигипергелий-4.
Это открытие позволяет взглянуть на раннюю историю Вселенной и, возможно, приблизиться к разгадке одной из самых сложных её тайн — почему материя преобладает над антиматерией.
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 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.
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.