La partícula de antimateria más pesada jamás detectada
16 de diciembre de 2024
(Dr.) J. Ditzel. Ilustración de la producción de antihiperhelio-4
El descubrimiento es la primera evidencia del hipernúcleo de antimateria más pesado jamás encontrado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
En el interior del Gran Colisionador de Partículas (LHC), un túnel subterráneo circular de 27 kilómetros de circunferencia situado en la frontera franco-suiza, un equipo de científicos aceleró partículas subatómicas a velocidades cercanas a la de la luz.
Estas colisiones provocaron, durante fracciones de segundo, las mismas condiciones que existían en el Universo poco después del Big Bang.
Entre las diversas observaciones derivadas del experimento, la colaboración internacional ALICE anunció recientemente la primera evidencia del antihiperhelio-4 , que está compuesto por dos antiprotones, un antineutrón y un antilambda.
Según el comunicado , esta es la primera observación del hipernúcleo de antimateria más pesado en el LHC.
El equivalente del antihiperhelio 4 no es materia ordinaria, sino una partícula bariónica exótica. Es una forma de hipernúcleo, compuesto de partículas llamadas hiperiones, lo que significa que el hiperhelio-4 no es una partícula compuesta sólo de protones y neutrones, sino una versión “modificada” del helio-4, un isótopo del helio.
El helio, que es el segundo elemento más ligero y abundante del Universo, tiene un núcleo con dos protones y dos neutrones, con dos electrones girando a su alrededor. Los protones y los neutrones están formados por tres quarks: mientras que los protones tienen dos quarks arriba y un quark abajo, los neutrones tienen un quark arriba y dos quarks abajo.
Además de este tipo de quarks, existen otros, como el extraño que, combinado con otros dos quarks, forma un hiperón, una partícula similar a un neutrón y un protón, pero más pesada.
A pesar de ser inestables, los hiperones tienen una vida útil que les permite unirse con protones y neutrones, formando así el hiperhelio -4 , compuesto por dos protones, un neutrón y un hiperón lambda.
Durante su búsqueda de hiernuclei, los científicos utilizaron el aprendizaje automático para identificar signos y encontraron evidencia sólida de que realmente existían. Curiosamente, los expertos de ALICE no encontraron pruebas de la existencia del hiperhelio-4, sino de su equivalente en antimateria , el antihiperhelio-4, compuesto por dos antiprotones, un antineutrón y un antilambda.
Para ello, los físicos observaron los productos de desintegración del antihiperhelio-4, es decir, un núcleo de antihelio-3, un antiprotón y un pión cargado.
Hasta ahora, los científicos no sabían si podían existir hipernúcleos de antimateria. El antihiperhelio-4 es el primero de su tipo jamás observado.
Al tratarse de una forma de antimateria extremadamente rara y exótica, el estudio de este hipernúcleo puede ayudar a profundizar en la comprensión de estas partículas de carga opuesta.
El artículo científico se publicó en arXiv, pero aún requiere revisión por pares.
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