Forskere ved den store Hadron Collider fandt bevis for en hidtil uset tung og eksotisk form for antimaterie i kølvandet på en kollision mellem ekstremt hurtige blyioner
En partikel smasher har skabt antihyperhelium-4, den tyngste antimateriecleus nogensinde lavet i et fysiklaboratorium
En anden antimaterieplads er blevet brudt. I smadretten af meget energiske ledningsioner har forskere afsløret bevis for den tyngste antimaterie-version af en atomkern, der nogensinde er set.
I 2024 rapporterede forskere fra STAR-samarbejdet i Brookhaven National Laboratory’s relativistiske Heavy Ion Collider (RHIC) i New York kort at skabe en daværende hidtil uset tung antimateri-kerne kaldet Antihyperhydrogen-4. Mange partikler har antimaterieækvivalenter, der er identiske, men med modsatte ladninger, og disse antipartikler kan kombineres til større antimateriekerner på samme måde som normale partikler danner atomer.
Nu har Benjamin Dönigus ved Goethe University Frankfurt i Tyskland og hans kolleger fra Large Hadron Collider (LHC) på CERN Particle Physics Laboratory nær Genève, Schweiz hævet ante ved at skabe en endnu tungere antimaternkerne: Antihyperhelium-4.
Tidligere havde den USA-baserede Star Detector altid været hurtigere for at finde rekordstore antimateri-partikler. ”Hver gang de (LHC -teamet) gik efter noget… disse fyre fra (stjerne), tog de det altid. Scooped!” Siger Horst Stöcker ved Frankfurt Institute for Advanced Studies i Tyskland. ”Nu er det første gang, en meget, allerførste gang, at der er noget, som Star Team endnu ikke har set, men det ses på CERN.”
”Alle antimaterieopdagelser er noget meget interessant, og dette er en, vi manglede,” siger Dönigus. Hans team brugte maskinlæring til at analysere data fra et 2018-eksperiment med Alice Detector på LHC for at identificere Antihyperhelium-4 med en betydning på 3,5 standardafvigelser. Selvom det ikke stiger til “guldstandarden” på 5 standardafvigelser, indikerer dette stadig en stor sandsynlighed for, at opdagelsen er ægte og ikke kan forklares som et rent om data.
Antihyperhelium-4 omfatter en blanding af antimaterieversioner af protoner, neutroner og partikler kaldet hyperoner, der i sig selv er eksotiske, fordi de indeholder en eller flere kvarker af den underlige type. Denne “mærkelighed” er svær at finde og svært at lave. Derfor forstår forskere stadig ikke fuldt ud, hvordan hyperoner opfører sig i naturen, hvor de menes at forekomme i eksotiske omgivelser som interiøret i neutronstjerner, siger Dönigus. Derudover er der stadig spørgsmål om, hvordan antimaterieversioner af disse og andre partikler interagerer med hinanden.
”Kun to antimateriehypernuclei er blevet opdaget og begge i de sidste 15 år,” siger Zhangbu Xu ved Kent State University i Ohio. ”Alice (nu) giver beviset for den tredje.”
Stöcker siger, at antihyperhelium-4 også er meningsfuld, fordi forholdene inden for collideren, der fik den til midlertidigt at gentage universets tilstand kun en million på et sekund efter Big Bang. Denne tilstand er en “varm suppe” af masseløse partikler, og identificering af sagen og antimateriepartikler, der fremgår af det, kan hjælpe med at finde ud af detaljerne om, hvordan vi kom til at leve i et univers, hvor mængden af stof, inklusive sagen, der danner vores kroppe, overskygger sjældne antimateriale partikler.
Fremover ønsker teamet at finde endnu tyngre antimateriepartikler såvel som antimaterieversioner af eksotiske partikler, der for nylig er blevet opdaget i andre colliders, siger Dönigus.