Článek
RHIC je zařízení Úřadu pro vědu Ministerstva energetiky USA (DOE). Používá se pro výzkum jaderné fyziky a je vhodným místem pro studium antihmoty.
Jeho srážky těžkých iontů atomových jader zbavených elektronů urychlených na rychlost blízkou rychlosti světla, roztavují hranice jednotlivých protonů a neutronů.
Když vědci objevili asi 16 částic „antihypervodíku-4″, rozbíjeli přitom asi šest miliard částic. Exotická antijádra se skládají ze čtyř částic antihmoty – antiprotonu, dvou antineutronů a jednoho antihyperonu.
Objev učinili členové RHIC STAR Collaboration pomocí svého detektoru částic, který analyzoval detaily trosek po srážce.
Složený snímek detektoru STAR. Příklad stop detekovaných částic vycházejících ze srážky zlata v relativistickém urychlovači těžkých iontů (RHIC) v Národní laboratoři Brookhaven.
Podle našich fyzikálních poznatků o hmotě a antihmotě má antihmota kromě opačných elektrických nábojů stejné vlastnosti jako hmota. Stejnou hmotnost, stejnou dobu života před rozpadem a stejné interakce.
Skutečnost je taková, že náš vesmír je tvořen spíše hmotou než antihmotou, přestože se předpokládá, že obojí vzniklo ve stejném množství v době velkého třesku před přibližně 14 miliardami let.
Energie uložená ve vzniklé směsi volných kvarků a gluonů, nejzákladnějších stavebních prvků viditelné hmoty, vytváří tisíce nových částic. A stejně jako v raném vesmíru, i v RHIC vzniká hmota a antihmota v téměř stejném množství.
Hledání antihmoty v hromadě pi+
Aby vědci našli vzácná antihyperjádra, prosévali miliardy srážek! Každé antihelium-4 vznikající ze srážky, mohlo být spárované se stovkami nebo dokonce tisíci částicemi pi+.
„To znamená, že přibližně šest reakcí, které vypadají jako rozpady antihypervodíku-4, můžou být jen náhodným šumem,“ řekla Emilie Duckworthová.
Emilie měla zajistit, aby počítačový kód, který použili k prosévání všech událostí pro výběr signálů, byl správně napsaný. Odečtení tohoto pozadí od 22 dává fyzikům jistotu, že odhalili asi 16 skutečných jader antihypervodíku-4.
Proč je náš vesmír ovládaný hmotou, je stále otázkou na kterou neznáme odpověď.
Srovnání hmoty a antihmoty
Výsledek byl natolik významný, že tým provedl několik přímých srovnání hmoty a antihmoty. Srovnávali dobu životnosti antihypervodíku-4 s dobou životnosti hypervodíku-4, který je tvořený stejnými stavebními bloky z běžné hmoty. Porovnali také doby životnosti dalšího páru hmoty a antihmoty: antihypertritonu a hypertritonu. Ani u jednoho z nich se neprokázal významný rozdíl, což vědce nepřekvapilo.
Vysvětlili, že experimenty byly testem obzvláště silné formy symetrie. Fyzici se obecně shodují, že porušení této symetrie by bylo extrémně vzácné. A ani tak nebude obsahovat odpověď na nerovnováhu mezi hmotou a antihmotou ve vesmíru.
Tým se shodl, že výsledky potvrzují, že modely fyziků jsou správné a jsou „velkým krokem vpřed v experimentálním výzkumu antihmoty“.
Dalším krokem bude změření rozdílu hmotnosti mezi částicemi a antičásticemi.
