Антиматерія звучить як наукова фантастика, але вона цілком реальна. Позитрон — можливо, найвідоміша частинка антиматерії — був відкритий майже 100 років тому, і є формою антиматерії електрона. До 1950-х років антипротони вироблялися в реальному житті шляхом збивання протонів разом на високих швидкостях.
Нещодавно дослідницька група з Китаю використала нью-йоркський релятивістський колайдер важких іонів — машину, яка прискорює частинки та розбиває їх разом, щоб відтворити умови, близькі до Великого вибуху, і розділити частинки на матерію й антиматерію — щоб виявити гіперядро антиматерії під назвою антигіперводневий-4. Нове дослідження зараз опубліковано в рецензованому журналі Nature.
Це відкриття містить один антипротон, два антинейтрони та один антилямбда-гіперон — усі вони вилітають унаслідок сильного зіткнення, яке розбиває матерію та антиматерію.
Але щоб зрозуміти, що все це означає, нам потрібно пояснити основи.
Античастинки — це, грубо кажучи, затримка неминучого. Коли на частинку діє сила, вона має знищити її. Натомість утворюється античастинка, і вони розлітаються на крихітну наночастку секунди. Оскільки вони мають протилежні заряди, частинка та античастинка знову склеюються, і тоді усе це анігілюється (самознищується).
Весь процес займає таку мізерну кількість часу та вимагає такої надзвичайної енергії для відтворення в колайдері, що зробити щось більше, ніж одна античастинка, дуже, дуже важко.
Але не неможливо. Протягом багатьох років вчені створили кілька пар частинка-античастинка, і ця команда націлилася на створення найважчої частинки антиматерії з використанням однієї конкретної частинки: гіперводню.
Гіперводень — це ядро водню, яке має додаткову частинку, звану лямбда-гіпероном, яка належить до того ж сімейства, що й протони та нейтрони , але має інше розташування складових кварків. Античастинка Лямбда-гіперона, анти-Лямбда-гіперон, є нестабільною і викликає дуже швидкий розпад антиядра.
Однак перш ніж це станеться, саме антиядро утворює серцевину дзеркального відображення античастинок гіперводню—антигіперводню. Фактично, в даному випадку це було ядро антигіперводню-4, який є свого роду ізотопом, який містить чотири античастинки.
«Після аналізу експериментальних даних про приблизно 6,6 мільярдів подій зіткнення важких іонів, — пояснив У Цзюньлінь, докторант, який працював над проектом, у заяві IMP , — ми реконструювали антигіперводень-4 за продуктами його розпаду та визначили сигнал близько 16 антигіперводню-4». Іншими словами, антиізотоп розпадається так швидко, що його хімічний і фізичний підпис фактично складається з шматочків, які залишилися, а не самого антиізотопу, включаючи антигелій.
Вивчення антиматерії є частиною космології та астрофізики, оскільки ці реакції відбувалися природним шляхом у дуже молодому Всесвіті та все ще відбуваються в певних екзотичних умовах навколо космосу. Але антиматерія також сприяє тестуванню випромінювання позитронів або ПЕТ-скануванню — запас позитронів у тілі реагує з електронами та виробляє гамма-промені, які вимірюються та використовуються для визначення того, наскільки добре працюють процеси в організмі.
Таке застосування дає нам ще більше підстав продовжувати намагатися зрозуміти антиматерію. І зараз ми це майже не розуміємо. На базовому рівні ми не розуміємо, як — якщо матерія й антиматерія генеруються й розкидаються однаково — у всесвіті, який можна спостерігати, так багато матерії й так мало антиматерії . Куди поділася вся антиматерія? Подібно до інших питань у науці, пошук цієї відповіді, ймовірно, може зайняти багато поколінь вчених.
За матеріалами: Popular mechanics
