Ученые нашли первое свидетельство существования антиматерии

Ученые на детекторе ALICE в ЦЕРНе воспроизводят условия, существовавшие во время Большого взрыва, пытаясь выяснить, как материя стала доминировать над антиматерией. Самый масштабный в мире научный эксперимент сделал это снова, обнаружив намеки на самую тяжелую из когда-либо найденных частиц антиматерии.

Об этом сообщает Space.

Ученые нашли первое свидетельство существования тяжелейшей частицы антиматерии

Это означает, что ученые могут увидеть условия, которые были в прошлом, когда Вселенной было меньше секунды от рождения, благодаря Большому адронному коллайдеру (БАК), самому мощному ускорителю когда-либо созданного частиц.

Несмотря на то, что материя и антиматерия были созданы в равных количествах на заре времени, открытие частицы антиматерии поможет ученым решить загадку, почему обычная материя стала доминировать во Вселенной. Этот дисбаланс называется "асимметрией материи-антиматерии". При столкновении частицы материи и антиматерии аннигилируют, что приводит к высвобождению их энергии в космос. Это означает, что космос был бы гораздо более пустым и менее интересным местом, если бы между ними не возник дисбаланс в начале Вселенной.

БАК не впервые совершает открытия, которые изменяют парадигму исследования ранней Вселенной. Он расположен в 27-километровой петле под Альпами близ Женевы, Швейцария, и наиболее известен благодаря открытию частицы бозона Хиггса, или "посланника" поля Хиггса, который предоставляет другим частицам их массу со временем.

"Кварк-глюонная плазма" является результатом столкновений, происходящих в БАК. Это густое море плазмы, похожее на "первобытный суп" материи, заполнившее Вселенную примерно за миллионную долю секунды после Большого взрыва. С помощью этой кварк-глюонной плазмы ученые могут увидеть условия ранней Вселенной, когда появляются аномальные "гиперядра" и их антиподы.

Гиперядра содержат протоны и нейтроны, как и обычные атомные ядра, а также нестабильные частицы, называемые "гиперонами". Как и протоны и нейтроны, гипероны состоят из фундаментальных частиц, называемых "кварками". В то время как протоны и нейтроны содержат два типа кварков, известные как "восходящие" и "нисходящие" кварки, гипероны содержат один или несколько так называемых "странных кварков".

Впервые их обнаружили в космических лучах, ливнях заряженных частиц, падающих на Землю из глубокого космоса, около 70 лет назад. Однако они редко встречаются в природе, их сложно создать и изучать в лаборатории. Это сделало их несколько загадочными.

Первые доказательства существования гиперядер, являющихся антиматериальным аналогом гипергелия-4, были обнаружены на детекторе ALICE БАК.

ALICE обнаружил более тяжелую антигиперядерную частицу, антигипергелий-4, состоящий из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды.

Столкновение свинца со свинцом и данные ALICE, которые позволили выявить тяжелое гиперядро антиматерии на БАК, на самом деле датируются 2018 годом. Подпись антигипергелия-4 была обнаружена благодаря его распаду на другие частицы и обнаружению этих частиц.

Ученые ALICE выделили сигнатуру антигипергелия-4 из данных с помощью метода машинного обучения, который может превзойти обычные методы поиска коллабораций.

В дополнение к обнаружению доказательств существования антигипергелия-4 и антигиперводорода-4, команда ALICE также смогла определить их массы, хорошо согласующиеся с современными теориями физики элементарных частиц. Ученые также смогли определить количество этих частиц, образующихся при столкновениях свинца со свинцом.

Они обнаружили, что эти числа согласуются с данными ALICE, указывающими на то, что антиматерия и материя образуются в равных количествах из кварк-глюонной плазмы, образующейся на энергетических уровнях, которые способны достичь БАК. Причина дисбаланса материи/антиматерии во Вселенной остается неизвестной, но антигипергелий-4 и антигиперводород-4 могут дать важные ключи к разгадке этой загадки.

Напомним, Полярная звезда используется для навигации, а некоторые компании даже называют себя в честь нее. Однако подобной звезды Южного полюса не существует. Чтобы понять, почему так, нужно разобраться в том, что такое Полярная звезда на самом деле.

Также мы писали, что Илон Маск разработал концепцию вакуумного поезда Hyperloop. В эту идею уже давно перестали верить все, кроме ученых в Швейцарии. Они провели испытание такого поезда, а результаты впечатляют.