МОСКВА, 14 апреля. /ТАСС/. Наблюдения за формированием недавно открытого антигипергелия-4, пока самой тяжелой формы антиматерии, помогли физикам ЦЕРН проверить две наиболее общепринятые теории ее образования при столкновении тяжелых частиц. Эти замеры подтвердили популярную теорию SHM, одну из самых простых идей такого рода, пишут ученые в статье в журнале Physical Review Letters.
«Нам впервые удалось проследить за образованием антигипергелия-4 во время столкновений ядер свинца в кольце Большого адронного коллайдера, а также точно измерить массу и частоту образования этих гиперядер при помощи детектора ALICE. Полученные данные совпали с предсказаниями теории SHM, а частота образования частиц гипергелия-4 и антигипергелия-4 в целом оказались схожей. Это приближает нас к разгадке асимметрии материи и антиматерии во Вселенной», — пишут исследователи.
Научной команде детектора ALICE удалось совершить это открытие при анализе данных, которые были получены на БАК в декабре 2018 года, когда специалисты ЦЕРН ускорили ионы свинца до сверхвысоких скоростей и столкнули их на энергии в 5 ТэВ (тераэлектронвольт). Этой энергии, как показывают теоретические расчеты, должно было хватить для образования сверхтяжелых частиц антиматерии, что побудило физиков проанализировать данные в надежде найти в них следы образования так называемого антигипергелия-4.
Так физики называют особые конструкции из частиц антиматерии, похожие по устройству на атом гелия-4, но состоящие из другого набора частиц — двух антипротонов, одного антинейтрона и так называемого анти-лямбда-бариона. Как сообщал ранее ЦЕРН, в конце прошлого года специалистам ЦЕРН удалось найти следы существования этих частиц в данных с ALICE. Это дало им первую возможность проверить две теории — SHM и CM, описывающие процесс образования антиматерии при столкновениях тяжелых частиц.
Для их проверки ученые вычислили, как много частиц антигипергелия-4 и гипергелия-4 должно возникать при столкновениях ядер свинца в соответствии с предсказаниями SHM и CM, а также — какими массами и другими свойствами должны обладать эти структуры. Результаты этих расчетов ученые сравнили с результатами замеров с ALICE и обнаружили, что теория SHM выдает более точные предсказания, чем ее «конкурент», несмотря на ее простоту.
При этом ученые обнаружили, что при проведении таких расчетов нужно учитывать наличие возбужденных состояний у антигипергелия-4 и других тяжелых частиц антиматерии, следы которых физики пытаются искать в данных, собранных при столкновениях тяжелых ионов на БАК, RHIC и других ускорителях частиц. Понимание этого, как надеются участники научной команды детектора ALICE, ускорит подобные поиски и поможет ученым понять, почему в процессе образования Вселенной возникло неравное количество материи и антиматерии.
