Large Hadron Collider (LHC), sistemul de experimentare cu particule al CERN, au loc coliziuni în care, pentru o fracțiune de secundă, se crează condiții similare cu condițiile imediate după după big bang. Desigur, la o scară extrem de mică. Fizicienii caută cele mai ciudate particule din avalanșa de particule create, sperând să le folosească pentru a explora limitele fizicii. Iar cercetătorii din proiectul A Large Ion Collider Experiment (ALICE) au găsit recent una destul de ciudată.
Într-o lucrare care așteaptă să fie revizuită, autorii detaliază demonstrarea lui antihiperbolic-4. Pentru a înțelege numele care pare să fie sosit dintr-o novelă science fiction, să facem un pas înapoi: Heliul este al doilea cel mai ușor și al doilea cel mai abundent element din univers, cu un nucleu format din doi protoni și doi neutroni înconjurați de doi electroni. Electronii sunt particule elementare, ceea ce înseamnă că nu pot fi descompuse în particule și mai mici conform modelului existent. Protonii și neutronii însă sunt formate din trei quark-uri. Protonii sunt formați din două quarcuri ascendente și un quarc descendent, iar neutronii sunt formați dintr-un quarc ascendent și două quarcuri descendente.
Dar există și alte patru tipuri de quark. Unul dintre acestea se numește quark-ul ciudat și este ca o versiune mai grea a quarkului descendent. Dacă pui un quark ciudat împreună cu alte două quarcuri, obții un hiperon, o particulă asemănătoare, dar mai grea decât neutronul sau protonul. Acești hiperoni sunt instabili, dar pot exista suficient de mult timp pentru a se lega de protoni și neutroni, prin urmare, suficient să fie observate. Hiperbola-4 este formată din doi protoni, un neutron și un hiperon, numit lambda, care este format dintr-un quark ascendent, un quark descendent și un quark ciudat.
Dacă toate acestea nu erau suficient de complicate, ceea ce cercetătorii au găsit ca dovadă în noul experiment nu este existența hiper-heliului-4, ci prezența variantei sale din antimaterie, antihiper-heliul-4, care este format din doi antiprotoni, un antineutron și antilambda. Mai precis, au fost observați produsele de dezintegrare ale antihiperheliului-4, și anume un nucleu de antihiperheliu-3, un antiproton și un pion încărcat. Aceasta este prima dovadă a celui mai greu hipernucleu de antimaterie descoperit până acum la LHC.
Anul trecut, cercetătorii de la LHC au anunțat descoperirea celui mai ușor hipernucleu cunoscut, hypertritonul, și a alternativa sa de antimaterie, antihypertritonul. La începutul acestui an, colaborarea STAR a produs antihiperhidrogen-4 (un antiproton, doi antineutroni și o antilambdă), care este puțin mai ușor decât antihiperhidrogen-4, în Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Cercetătorii ALICE au găsit și dovezi ale existenței antihiperhidrogenului-4.
Cercetările de acest tip urmăresc să răspundă la unele întrebări fundamentale privind natura universului. Conform legilor fizicii, materia și antimateria sunt identice, doar sarcinile lor electrice sunt opuse - dar universul este totuși alcătuit predominant din materie pozitivă. Prin urmare, ceva favorizează materia în detrimentul antimateriei, ceva ce nu este încă explicabil de noi. Nu avem cunoștințe despre un mecanism care să schimbe balanța majorității, astfel că cercetările continuă pentru a o găsi.
