V rozbíjači atómov vznikli najťažšie zhluky antihmoty v histórii
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 8. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Fyzici vytvorili najťažšie zhluky častíc antihmoty, aké boli kedy pozorované v histórii fyziky. Táto zvláštna látka, známa ako antihypervodík-4, by mohla pomôcť vyriešiť niektoré z najzáhadnejších fyzikálnych tajomstiev.
Antihmota je v podstate obyčajná hmota, ktorá má opačný náboj. To je všetko. Takto na rovinu povedané to neznie veľmi vzrušujúco, ale tento jednoduchý rozdiel má obrovské dôsledky. Hlavne to, že vždy, keď sa hmota a antihmota stretnú, navzájom sa anihilujú vo výbuchu energie. Ak by sme to dokázali využiť, mohli by sme vytvoriť najúčinnejšie motory vesmírnych lodí vôbec alebo najničivejšie zbrane.
Každopádne, každá častica má svoju antičasticu a tie by sa mali vedieť zoskupiť do väčších antiatómov známych prvkov. Antivodík a antihélium už boli vyrobené, ale teoreticky by mala existovať celá antiperiodická tabuľka.
Teraz vedci vyrobili doteraz najťažšie jadro antihmoty, látku známu ako antihypervodík-4. Tvorí ju antiprotón, dva antineutróny a antihyperón. Zatiaľ čo protóny a neutróny sú dobre známe, hyperóny sú menej známe, ale sú v podstate o niečo ťažšou verziou neutrónu.
Tieto antijadrá boli vytvorené v Relativistickom urýchľovači ťažkých iónov (Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC), urýchľovači častíc, ktorý obnovuje podmienky raného vesmíru. Tu sa ťažké prvky zrážajú a vytvárajú spŕšky nových častíc, vrátane niektorých častíc antihmoty. V mimoriadne zriedkavých prípadoch sa niektoré z týchto častíc antihmoty stretávajú a vytvárajú zložitejšie antijadrá. V skutočnosti sa spomedzi miliárd častíc vznikajúcich pri týchto zrážkach podarilo s istotou detegovať len 16 antihypervodíkových jadier 4.
„Je to len náhoda, že sa tieto štyri konštitučné častice vynorili zo zrážok RHIC dostatočne blízko pri sebe, aby sa mohli spojiť a vytvoriť toto antihyperjadro,“ povedal Lijuan Ruan, spoluriešiteľ projektu.
Ich detekcia nie je jednoduchá. Tieto jadrá antihypervodíka-4 sa rozpadajú približne za jednu desatinu nanosekundy. Namiesto toho prístroje detegujú častice, na ktoré sa rozpadajú, a sledujú ich dráhu späť, aby zistili, či strávili krátky čas „spolu“ v jadre a prešli určitú vzdialenosť po zrážke pôvodných ťažkých atómov.
Na základe svojich detekcií mohol tím porovnať dobu života antihypervodíka-4 s dobou života hypervodíka-4 a zistil, že sa zdá byť rovnaká. To sa očakávalo, keďže hmota a antihmota tých istých prvkov by sa mali líšiť len svojím nábojom. Je však možné, že existujú aj iné rozdiely, ktoré by naznačovali fyziku mimo štandardného modelu.
Lepšie pochopenie antihmoty by nám mohlo pomôcť zodpovedať jeden z najhlbších problémov fyziky: prečo sme tu? Naše najlepšie modely naznačujú, že hmota a antihmota by mali byť vytvorené v rovnakom množstve počas veľkého tresku, ale ak by to tak bolo, neustále anihilačné udalosti by už v podstate mali zanechať vesmír prázdny.
Keďže sa tak zjavne nestalo, musela existovať drobná nerovnováha, ktorá vytvorila viac hmoty ako antihmoty, a skúmanie rozdielov medzi nimi by nám mohlo pomôcť zistiť čo. Ďalšími krokmi vo výskume je overenie rozdielov v hmotnostiach týchto častíc a antičastíc. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Nature.
