Jak możemy przeczytać w najnowszym artykule naukowym opublikowanym na łamach periodyku Nature, podczas badań prowadzonych w zderzaczu cząstek RHIC udało się dostrzec nowy rodzaj jądra antymaterii. Wszystkie dane wskazują na to, że jest to najcięższe jądro atomowe antymaterii, jakie dotąd odkryto.
Antyhiperwodór-4 to cząstka, która składa się z jednego antyprotonu, dwóch antyneutronów i jednego antyhiperonu.
Naukowcy z RHIC na co dzień zderzają ze sobą ciężkie jądra atomowe odarte ze swoich elektronów. Prędkości zderzeń zbliżone są do prędkości światła, dzięki czemu w momencie zderzenia rozrywane są wiązania pomiędzy poszczególnymi protonami i neutronami tworzącymi zderzające się ze sobą jony. Powstała w ten sposób chmura kwarków i gluonów ma tak wysoką energię, że prowadzi do powstania tysięcy nowy cząstek. Od lat naukowcy badają cechy tych cząstek i antycząstek starając się wyłuskać z tego skomplikowanego obrazu informacje, które pozwoliłyby ustalić, dlaczego materia przetrwała we wszechświecie, a antymateria w dużej mierze zniknęła.
Czytaj także: O krok bliżej do badań antymaterii. Naukowcy schłodzili chmurę pozytonium
Już w 2010 roku badacze z RHIC byli w stanie dostrzec nieznane wcześniej jądro antyhipertrytu. Rok później udało się odkryć jeszcze cięższą cząstkę antyhelu-4. W ostatnich latach naukowcy doszli do wniosku, że powinni być w stanie dostrzec także jeszcze cięższe jądro antyhiperwodoru-4. Tutaj jednak zadanie było znacznie trudniejsze, bowiem to jądro jest niestabilne.
Do powstania takiej cząstki konieczne jest zaistnienie dość specyficznych warunków. Jakby nie patrzeć chmura gluonów i kwarków musiałaby wyemitować antyproton, dwa antyneutrony i jedną cząstkę antylambda w odpowiednim miejscu i zmierzające w tym samym kierunku tak, aby mogły się one ze sobą połączyć.
Szukanie samego antyhiperwodoru-4 nie miało sensu, dlatego też naukowcy, aby zwiększyć szansę na sukces poszukiwań, skupili się na poszukiwaniu cząstek, na które rozpada się jądro antyhiperwodoru-4, czyli antyhel-4 oraz pion.
Czytaj także: W naszej Galaktyce są gwiazdy zbudowane z antymaterii? Naukowcy wytypowali 14 takich obiektów
Wiadomo już było, że antyhel-4 można wykryć. Piony także były wykrywane w ogromnych ilościach. Teraz jednak trzeba było znaleźć pary tych dwóch cząstek, których trajektorie odtwarzane wstecznie zbiegałyby się w jednym punkcie, do którego dotarłyby jako cząstka antyhiperwodoru-4.
Analiza ponad sześciu miliardów cząstek pozwoliła zidentyfikować 22 potencjalne pary tego typu. Zakładając, że sześć z nich to przypadkowe skojarzenia, naukowcy uznali, że udało im się odkryć 16 par wskazujących na to, że są produktami rozpadu antyhiperwodoru-4, czyli najcięższego jądra antymaterii, jakie dotąd odkryto. Mamy zatem na koncie kolejny ważny krok do zrozumienia tajemnic antymaterii.