O LHC criou a partícula de antimatéria mais pesada da Terra – o anti-hiperhélio-4

O CERN informou que a colaboração científica ALICE descobriu pela primeira vez as partículas exóticas mais pesadas da atualidade e os seus antípodas de antimatéria. Os cientistas há muito se preocupam com o problema de por que existe tanta matéria no nosso mundo e quase nenhuma antimatéria. Supunha-se que matéria e antimatéria apareciam em proporções iguais, mas em algum momento após o Big Bang algo deu errado e a antimatéria quase desapareceu do Universo. Eles estão procurando a resposta no LHC.

Fonte da imagem: colaboração Janik Ditzel / ALICE

No início deste ano, a colaboração STAR no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) observou o anti-hiperhidrogênio-4. Estes são estados ligados de um antipróton, dois antinêutrons e um anti-lambda. Tudo isso é antimatéria, experimentos que permitem compreender as razões do desequilíbrio entre matéria e antimatéria no Universo. A colaboração ALICE, baseada no Large Hadron Collider (LHC) do CERN, decidiu ir mais longe e encontrar o próximo átomo mais pesado e a sua versão de antimatéria.

Vale ressaltar que a inteligência artificial ajudou a detectar vestígios de novas partículas. Os cientistas recolheram dados de experiências em 2018, onde dois feixes de iões de chumbo colidiram no LHC. O programa foi pela primeira vez capaz de identificar sinais de anti-hiperhélio-4 – antimatéria em relação ao exótico hiperhélio-4. O átomo anti-hiperhélio-4 consiste em dois antiprótons, um antinêutron e um antilambda. O resultado tem valor de 3,5 desvios padrão (sigma) e também representa a primeira evidência do hipernúcleo de antimatéria mais pesado já observado no LHC.

Também nesta análise foi descoberto um núcleo anti-hiperhidrogênio-4 com desvio padrão de 4,5 sigma. Os funcionários da ALICE confirmaram a descoberta de seus colegas e conseguiram medir os rendimentos e as massas de ambos os hipernúcleos. Deve-se dizer que os hipernúcleos foram descobertos pela primeira vez há cerca de 70 anos, durante a decomposição de partículas cósmicas na atmosfera. Os cientistas só podem invejar a energia cósmica de tais partículas, cujo nível dificilmente é possível replicar em laboratórios terrestres.

Aliás, o anti-hiperhélio-4 apareceu no LHC com uma energia de colisão de 5,02 TeV (teraelétron-volts), o que simplesmente empalidece em comparação com os registros recordes de partículas cósmicas com energias de centenas de exaeletronvolts, e isso é uma diferença de até oito ordens de grandeza.

O rendimento do anti-hiperhélio-4 registrado pelos cientistas é igual à unidade, o que significa que ele é formado igualmente com átomos de hiperhélio-4. Os cientistas estão novamente convencidos de que deveria haver quantidades iguais de matéria e antimatéria no Universo. Estamos procurando ainda mais a causa da assimetria.