Зіткнення важких іонів на Великому адронному колайдері (БАК) у ЦЕРНі у Швейцарії відтворюють екстремальні умови, які існували у Всесвіті відразу після Великого вибуху. Ці умови дозволяють створювати гіперядра, ядра, що містять протони, нейтрони та їх більш важкі, недовгочасні кузени, гіперони, які складаються з верхніх, нижніх і дивних кварків.
Тепер, вивчаючи ці зіткнення важких іонів, колаборація ALICE виміряла – зі статистичною значущістю 3 сигма – гіперядро, зване антигіпергелієм-4. Вимірювання групою цього гіперядра та інших можуть допомогти пов'язати моделі фізики елементарних частинок та нейтронних зір.
Дослідження було опубліковане в журналі Physical Review Letters.
Раніше було виявлено десятки різних гіперядер. Але їх аналоги з антиматерії набагато складніше створити, і досі було виявлено лише два типи. У 2010 році колаборація STAR на колайдері релятивістських важких іонів (RHIC) у Брукхейвенській національній лабораторії в Нью-Йорку виявила антигіпертритон (який має один антипротон, один антинейтрон та один антигіперон). Потім у 2024 році ця група виявила антигіперводень-4 (один антипротон, два антинейтрони та один антигіперон).
Колаборація ALICE зробила наступний крок в атомній кількості, спостерігаючи антигіпергелій-4 (два антипротони, один антинейтрон і один антигіперон). Цей подвиг став можливим, тому що іони стикаються при набагато більших енергіях на LHC, ніж на RHIC.
Колаборація ALICE виміряла маси та кількісні характеристики створення гіперводню-4 та гіпергелію-4 та їх аналогів з антиречовини. Маси, які всі були приблизно в 4 рази більші за масу протона, і характеристики відповідали як передбаченим, так і раніше виміряним значенням.
Передбачені результати були засновані на моделі фізики частинок, яка називається статистичною моделлю адронізації, тому результати підтверджують, що ця модель може забезпечити точний опис утворення гіперядер при зіткненнях важких іонів.
Уточнення моделі можуть допомогти астрономам зрозуміти вплив гіперонів та інших екзотичних частинок на внутрішню структуру нейтронних зір.
