Antimateria, imaginea misterioasă în oglindă a materiei, a intrigat oamenii de știință de zeci de ani. Recent, cercetătorii au detectat cel mai greu nucleu de antimaterie observat vreodată, antihiperhidrogen-4, într-un accelerator de particule. Descoperirea a fost prezentată într-un articol publicat în revista Nature. Această descoperire ne-ar putea ajuta să înțelegem de ce Universul nostru este dominat de materie când, conform teoriilor, antimateria ar fi trebuit să existe în cantități egale după Big Bang.
Universul este un loc plin de mistere. Una dintre cele mai fascinante se referă la antimaterie. Totul din jurul nostru, de la stele și planete până la propriul nostru corp, este alcătuit din materie. Aceasta este alcătuită din particule precum protoni, neutroni și electroni. Pentru fiecare particulă de materie, există un geamăn numit particulă de antimaterie. Aceste particule de antimaterie au aceleași proprietăți ca și omologii lor de materie, dar cu sarcini opuse. De exemplu, electronul, care poartă o sarcină negativă, are un geamăn de antimaterie, numit pozitron, care are o sarcină electrică pozitivă.
Antimateria și materia când se întâlnesc, se anihilează reciproc, eliberând energie sub formă de radiație. Conform teoriilor actuale, cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă, Big Bang-ul ar fi produs cantități egale de materie și antimaterie. Dacă ar fi fost așa, materia și antimateria ar fi trebuit să se anihileze complet, lăsând doar un Univers plin de lumină. Totuși, acest lucru nu este ceea ce observăm. Astăzi, cosmosul pare să fie compus aproape în întregime din materie, în timp ce antimateria a devenit extrem de rară.
Marele mister cosmic este deci să înțelegem de ce există un astfel de dezechilibru între materie și antimaterie, când teoria sugerează că ar fi trebuit să existe o anihilare simetrică? Aceasta este o întrebare fundamentală în cosmologie, deoarece atinge însăși natura existenței noastre. Dacă Universul ar fi fost compus numai din energie, galaxii, stele și chiar viața așa cum o cunoaștem noi nu s-ar fi putut forma niciodată. Descoperirea recentă de către oamenii de știință a celui mai greu nucleu de antimaterie detectat vreodată ar putea, totuși, să ofere noi căi pentru rezolvarea acestui mister.
Oamenii de știință au detectat recent un nucleu de antimaterie numit antihiperhidrogen-4. Este o particulă compusă din mai multe elemente: un antiproton, doi antineutroni și un antihiperon (o particulă oarecum specială care conține un quarc strange). Acest nucleu este cel mai greu găsit vreodată pentru o particulă de antimaterie. Pentru a detecta această particulă, cercetătorii au folosit un accelerator de particule, o mașină gigantică capabilă să reproducă condiții similare cu cele care au existat imediat după Big Bang. Un accelerator de particule funcționează ca o pistă uriașă de curse: accelerează nucleele atomice la viteze incredibile înainte de a le determina să se ciocnească. Aceste ciocniri creează temperaturi și energii extreme, similare cu cele din Universul timpuriu și permit oamenilor de știință să producă particule rare, inclusiv particule de antimaterie.
Pentru această descoperire, cercetătorii au folosit accelerator relativist de ioni grei (Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC) de la Brookhaven National Laboratory din New York. Ei au analizat urmele lăsate de particule după miliarde de ciocniri și au reușit să identifice semne distinctive de antihiperhidrogen-4. Este ca și cum ai căuta un ac într-un car de fân, dar cu instrumente foarte sofisticate care pot vedea cele mai mici particule din Univers.
Detectarea unui nucleu atât de greu de antimaterie este o performanță științifică majoră care ne-ar putea ajuta să înțelegem compoziția cosmosului. Mai precis, cercetătorii studiază dacă diferențele subtile dintre materie și antimaterie ar putea explica acest dezechilibru. De exemplu, examinând proprietățile antihiperhidrogenului-4, cum ar fi durata sa de dezintegrare, oamenii de știință caută să vadă dacă diferă materie. Până acum, nu au găsit diferențe semnificative, ceea ce înseamnă că modelele noastre actuale încă rezistă. Cercetările continuă însă, deoarece chiar și o mică anomalie ar putea schimba nr înțelegerea noastră a Universului. Următorul pas pentru oamenii de știință va fi să compare masele de particule de antimaterie și omologii lor de materie. Această comparație ar putea dezvălui indicii despre de ce Universul nostru este bogat în materie și, prin extensie, de ce suntem încă aici vorbind despre asta.
