Trovata la prima prova dell'anti-iperelio-4
Il nucleo atomico probabilmente più esotico che si conosca si differenzia dalla normale antimateria perché contiene uno strano blocco di costruzione. Si dice che possa fornire informazioni sulle proprietà fondamentali dell'universo.
Sempre più prove suggeriscono che il nucleo atomico più esotico finora conosciuto è stato creato presso l'istituto di ricerca CERN nel 2018. Secondo una pubblicazione inviata alla rivista Physical Research Letters, l'antiperelio-4 - una versione più pesante dell'antielio-4 - si è formato quando si sono scontrati nuclei atomici di piombo. Come riporta il team dell'esperimento ALICE, le misurazioni non raggiungono ancora la significatività statistica necessaria per una scoperta ufficiale, ma i dati si adattano bene alle proprietà teoricamente previste della particella. Gli esperti sperano che i nuclei esotici di antimateria forniscano prove di sottili differenze tra materia e antimateria. Queste dovrebbero aiutare a spiegare perché nell'universo c'è molta più materia che antimateria.
Oltre ai protoni e ai neutroni, i nuclei iperatomici contengono anche i cosiddetti iperoni - blocchi nucleari che consistono non solo di quark alti e bassi, ma anche dei loro parenti più pesanti, ad esempio i quark strani. Nel nucleo atomico, gli iperoni si comportano come i normali blocchi nucleari, con la differenza che sono molto più pesanti e decadono molto più velocemente. Gli iperoni e gli ipernuclei che li compongono si formano nel plasma di quark-gluoni, che si crea per frazioni di secondo quando due nuclei atomici di piombo si scontrano con un'alta energia.
Poiché gli iperoni sono i più pesanti e i quark strani si comportano come i normali mattoni nucleari, con la differenza che sono molto più pesanti e decadono molto più velocemente.
Siccome esistono in totale sei tipi di quark, tre dei quali sono intercambiabili in linea di principio, si può formare un intero zoo di iperoni diversi. Il nucleo dell'anti-iperelio-4 appena scoperto contiene due antiprotoni e un antineutrone, mentre il quarto antineutrone è sostituito da un anti-Λ-iperone. È composto da tre antiquark: up, down e strange. Quest'ultimo non è normalmente presente nei componenti nucleari ed è circa 20 volte più pesante dell'analogo quark down.
L'anti-iperione è un antiquark che non è presente nei componenti nucleari.
L'antiperelio-4 è uno dei tre ipernuclei di antimateria scoperti finora. In precedenza, il Brookhaven National Laboratory aveva già prodotto le controparti pesanti dell'antiidrogeno, l'antipertritio e l'antiiperidrogeno-4. Gli esperti sperano di trovare più facilmente violazioni della parità in nuclei così massicci - in altre parole, che la materia e l'antimateria si comportino in modo diverso. Questo potrebbe aiutare a spiegare una delle proprietà più strane dell'universo. La materia e l'antimateria sono state create in egual misura nel Big Bang, ma oggi nell'universo si trova solo la materia. Tuttavia, l'antiperelio-4 non ha soddisfatto questa speranza: il nucleo si è comportato esattamente come la sua controparte fatta di materia normale.
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