Вчені знайшли перше свідчення існування антиматерії — що відомо

Вчені на детекторі ALICE в ЦЕРНі відтворюють умови, що існували під час Великого вибуху, намагаючись з'ясувати, як матерія стала домінувати над антиматерією. Наймасштабніший у світі науковий експеримент зробив це знову, виявивши натяки на найважчу з коли-небудь знайдених частинок антиматерії.

Про це повідомляє Space.

Вчені знайшли перше свідчення існування найважчої частинки антиматерії

Це означає, що вчені можуть побачити умови, які були в минулому, коли Всесвіту було менше секунди від народження, завдяки Великому адронному колайдеру (ВАК), найпотужнішому прискорювачу частинок, який коли-небудь було створено.

Попри те, що матерія та антиматерія були створені в рівних кількостях на зорі часу, відкриття частинки антиматерії може допомогти вченим вирішити загадку, чому звичайна матерія стала домінувати у Всесвіті. Цей дисбаланс називається "асиметрією матерії-антиматерії". При зіткненні частинки матерії та антиматерії анігілюють, що призводить до вивільнення їхньої енергії назад у космос. Це означає, що космос був би набагато порожнішим і менш цікавим місцем, якби між ними не виник дисбаланс на початку Всесвіту.

ВАК не вперше робить відкриття, які змінюють парадигму дослідження раннього Всесвіту. Він розташований у 27-кілометровій петлі під Альпами поблизу Женеви, Швейцарія, і є найбільш відомим завдяки відкриттю частинки бозона Хіггса, або "посланця" поля Хіггса, який надає іншим частинкам їхню масу з часом.

"Кварк-глюонна плазма" є результатом зіткнень, які відбуваються в ВАК. Це густе море плазми, схоже на "первісний суп" матерії, яке заповнило Всесвіт приблизно за мільйонну долю секунди після Великого вибуху. За допомогою цієї кварк-глюонної плазми вчені можуть побачити умови раннього Всесвіту, коли з'являються аномальні "гіперядра" та їхні антиподи.

Гіперядра містять протони й нейтрони, як і звичайні атомні ядра, а також нестабільні частинки, які називаються "гіперонами". Як і протони та нейтрони, гіперони складаються з фундаментальних частинок, які називаються "кварками". Тоді як протони й нейтрони містять два типи кварків, відомі як "висхідні" й "низхідні" кварки, гіперони містять один або кілька так званих "дивних кварків".

Вперше їх виявили в космічних променях, зливах заряджених частинок, які падають на Землю з глибокого космосу, близько 70 років тому. Однак вони рідко зустрічаються в природі, їх важко створити та вивчати в лабораторії. Це зробило їх дещо загадковими.

Перші докази існування гіперядер, які є антиматеріальним аналогом гіпергелію-4, були виявлені на детекторі ALICE ВАК.

ALICE виявив важчу антигіперядерну частинку, антигіпергелій-4, що складається з двох антипротонів, антинейтрона і антиламбди.

Зіткнення свинцю зі свинцем і дані ALICE, які дозволили виявити найважче гіперядро антиматерії на ВАК, насправді датуються 2018 роком. Підпис антигіпергелію-4 був виявлений завдяки його розпаду на інші частинки та виявленню цих частинок.

Вчені ALICE виділили сигнатуру антигіпергелію-4 з даних за допомогою методу машинного навчання, який може перевершити звичайні методи пошуку колаборацій.

На додаток до виявлення доказів існування антигіпергелію-4 і антигіперводню-4, команда ALICE також змогла визначити їхні маси, які добре узгоджуються з сучасними теоріями фізики елементарних частинок. Вчені також змогли визначити кількість цих частинок, що утворюються при зіткненнях свинцю зі свинцем.

Вони виявили, що ці числа узгоджуються з даними ALICE, які вказують на те, що антиматерія і матерія утворюються в рівних кількостях з кварк-глюонної плазми, що утворюється на енергетичних рівнях, яких здатен досягти ВАК. Причина дисбалансу матерії/антиматерії у Всесвіті залишається невідомою, але антигіпергелій-4 і антигіперводень-4 можуть дати важливі ключі до розгадки цієї загадки.

Нагадаємо, Полярна зоря використовується для навігації, а деякі компанії навіть називають себе на честь неї. Однак подібної зорі Південного полюса не існує. Щоб зрозуміти, чому так, потрібно розібратися в тому, що таке насправді Полярна зоря.

Також ми писали, що Ілон Маск розробив концепцію вакуумного поїзда Hyperloop. В цю ідею вже давно перестали вірити всі, окрім вчених у Швейцарії. Вони провели випробування такого поїзда, а результати вражають.