Le noyau atomique le plus exotique connu se distingue de l'antimatière normale par le fait qu'il contient un élément étrange. Il est censé fournir des informations sur les propriétés fondamentales de l'univers.
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De plus en plus d'éléments indiquent que le noyau atomique le plus exotique connu à ce jour a été créé en 2018 à l'institut de recherche CERN. Selon une publication soumise à la revue Physical Research Letters, l'antihyperhélium 4 - une version plus lourde de l'antihélium 4 - s'est formé lors de collisions de noyaux atomiques de plomb. Comme le rapporte le groupe de travail de l'expérience ALICE, les mesures n'atteignent pas encore le niveau de signification statistique nécessaire à une découverte formelle - mais les données correspondent bien aux propriétés théoriquement attendues de la particule. Les spécialistes espèrent que les noyaux atomiques exotiques d'antimatière donneront des signes de différences subtiles entre la matière et l'antimatière. Celles-ci devraient permettre d'expliquer pourquoi il y a tellement plus de matière que d'antimatière dans l'univers.
Les noyaux des hyper-atomes contiennent non seulement des protons et des neutrons, mais aussi des "hyperons" - des composants nucléaires constitués non seulement de quarks ascendants et descendants, mais aussi de leurs cousins plus lourds, comme les quarks étranges. Les hyperons se comportent dans le noyau atomique comme des composants nucléaires normaux, à la différence qu'ils sont beaucoup plus lourds et se désintègrent beaucoup plus rapidement. Les hyperons et les hypernoyaux qu'ils constituent se forment dans le plasma quark-gluon qui se forme pendant une fraction de seconde lorsque deux noyaux atomiques de plomb entrent en collision avec une énergie élevée.
Comme il existe au total six types de quark, dont trois sont en principe interchangeables, tout un zoo d'hyperons différents peut se former. Le noyau de l'antihyperhélium 4 récemment découvert contient deux antiprotons et un antineutron, la place du quatrième antineutron étant occupée par un anti-Λ-hyperon. Il est composé de trois antiquarks : Up, Down et Strange. Ce dernier n'est normalement pas présent dans les composants nucléaires et est environ 20 fois plus lourd que l'analogue quark Down.
L'antihyperhélium 4 est l'un des trois hypernoyaux d'antimatière découverts à ce jour. Auparavant, le Laboratoire national de Brookhaven avait déjà produit les contreparties lourdes de l'antihydrogène, l'antihypertritium et l'antihyperhydrogène-4. Les spécialistes espèrent trouver plus facilement des violations de la parité - c'est-à-dire que la matière et l'antimatière se comportent différemment - dans ces noyaux massifs. Cela pourrait aider à expliquer l'une des propriétés les plus étranges de l'univers. Lors du Big Bang, la matière et l'antimatière se sont formées de manière égale, mais aujourd'hui, on ne trouve que de la matière dans l'univers. Cependant, l'antihyperhélium 4 n'a pas répondu à cet espoir : le noyau s'est comporté exactement comme son homologue de matière normale.
