Rzeczona asymetria prowadzi do kluczowego pytania: dlaczego materia istnieje? Wbrew pozorom to zadziwiająca kwestia i nieco przecząca obecnemu stanowi naukowej wiedzy. Założenia modelu standardowego wskazują bowiem na scenariusz, w którym wkrótce po Wielkim Wybuchu powstały równe ilości materii i antymaterii. Te się wzajemnie unicestwiają, dlatego teoretycznie po chwili nie powinno istnieć nic poza energią.
Czytaj też: Największa struktura we wszechświecie przeczy podstawowym modelom. Wielka pomyłka naukowców
Mimo to wszechświat jest wręcz wypełniony materią (i to nie tylko widzialną, ponieważ naukowcy wciąż są na tropie tzw. ciemnej materii, której nie da się dostrzec gołym okiem). Co doprowadziło do takiego scenariusza? Możliwości jest wiele, a niedawno fizykom udało się dowiedzieć czegoś nowego na ten temat. Wszystko za sprawą eksperymentu ALICE prowadzonego z wykorzystaniem Wielkiego Zderzacza Hadronów.
Słynny instrument umożliwia prowadzenie kontrolowanych kolizji z udziałem cząstek rozpędzonych do ogromnych prędkości. Może się okazać, iż będzie on kluczem do wyjaśnienia, w jakich okolicznościach materia zyskała przewagę nad antymaterią. Dzięki temu nie doszło do wzajemnej anihilacji i pojawiła się możliwość utworzenia struktur takich jak galaktyki, gwiazdy, planety czy my sami.
Wielki Zderzacz Hadronów został wykorzystany na potrzeby projektu ALICE. W jego ramach fizycy stworzyli rekordowo ciężką antycząstkę
Eksperymenty pokroju ALICE mają na celu naśladowanie realiów istniejących wkrótce po Wielkim Wybuchu. W tym przypadku celem była fizyka ciężkich jonów, a poczynione wysiłki przyniosły genialny skutek. Uczestnikom projektu udało się zidentyfikować rekordowo ciężką jak na Wielki Zderzacz Hadronów cząstkę antymaterii, która została nazwana antyhiperhelem-4. O kulisach zorganizowanego eksperymentu jego autorzy piszą w artykule mającym obecnie formę preprintu.
Hiperhel zawiera protony, neutrony i cząstki określane mianem hiperonów. Kiedy dochodzi do zderzeń ciężkich jonów, powstają hiperjądra i antyhiperjądra, choć ich rozpad jest tak błyskawiczny, że trudno go zarejestrować. W przypadku antyhiperhelu-4 w mgnieniu oka dochodzi do przekształcenia w antyhel-3, antyproton i naładowany pion.
Czytaj też: Kwantowa kostka Rubika vs fizycy. Ten pojedynek mógł mieć tylko jedno zakończenie
Fizycy są zgodnie co do tego, że tworzenie antymaterii w kontrolowanych warunkach, a następnie badanie jej właściwości, to dobry sposób na rozwikłanie zagadki odnoszącej się do nierównowagi między materią i antymaterią we wszechświecie. Poza tym naukowcy będą chcieli jak najlepiej zrozumieć interakcje hiperjąder i antyhiperjąder z neutronami i protonami, dzięki czemu zyskają wgląd w mechanizmy występujące wewnątrz gwiazd neutronowych.