Antihypervodík-4, který vznikl po srážce atomových jader zlata. Kredit: Institute of Modern Physics, China)

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) v newyorských laboratořích Brookhaven National Laboratory je momentálně jediným srážečem částic ve Spojených státech, který je v provozu. Není divu, že má spoustu práce, a že odtamtud hlásí fantastické věci. Odborníci týmu STAR Collaboration (podle detektoru STAR) studovali 6 miliard srážek atomových jader na RHIC. Mezi nimi vystopovali zatím nepozorovaný typ jader antihmoty.

RHIC. Kredit: Z22, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Jde o nejtěžší jádra antihmoty, s nimiž jsme se doposud setkali. Tato jádra, takzvaný antihypervodík-4, tvoří 1 antiproton, 2 antineutrony a 1 antihyperon (lambda). Vědci je se slušnou spolehlivostí detekovali v 16 případech. Jak říká Junlin Wu z týmu STAR Collaboration, o antihmotě víme v podstatě to, že kromě opačných elektrických nábojů mají její částice stejné vlastnosti jako částice hmoty.

Detektor STAR. Kredit: Z22, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Mají stejnou hmotnost, stejný poločas rozpadu a stejné interakce s odpovídajícími částicemi. Stále přitom zůstává záhadou, proč je náš vesmír tvořený hmotou, když při Velkém třesku, tedy před necelými 14 miliardami let, mělo teoreticky vzniknout stejné množství hmoty a antihmoty.

Srážeč RHIC je skvělý nástroj pro studium antihmoty. Probíhají tam srážky těžkých iontů, tedy velkých atomových jader zbavených elektronů a urychlených na rychlost blízkou rychlosti světla. Energie nárazu vede k rozpadu protonů a neutronů původních atomových jader a z vytvořené „polévky“ kvarků a gluonů se vynoří spousta nových částic.

Přitom, jak se zdá, RHIC generuje téměř stejné hmoty a antihmoty, jak to předpokládáme u Velkého třesku. Částicoví fyzici analyzují ohromné množství srážek na RHIC a snaží se přijít na kloub záhadě s antihmotou.

Pokud jde o detekci antihypervodíku-4, vědci ji využili k porovnání poločasu rozpadu těchto doposud nejtěžších jader antihmoty s hypervodíkem-4. Současně také porovnali poločasy rozpadu dalšího exotického páru jader hmoty a antihmoty, hypertritonu a antihypertritonu. Hypertriton tvoří proton, neutron a hyperon. Ani jedno porovnání neukázalo rozdíl, což fyziky nepřekvapilo. Tudy cesta k odhalení záhady antihmoty nejspíš nepovede.

Video: Timelapse of the STAR Detector being moved

Literatura

EurekAlert! online 21. 8. 2024.

Nature online 21. 8. 2024.