Hình ảnh: Viện Vật lý hiện đại, Trung Quốc
Các nhà khoa học nghiên cứu dấu vết của các hạt được tạo ra bởi hàng tỷ vụ va chạm của hạt nhân nguyên tử tại Máy va chạm ion nặng tương đối tính (RHIC) đã phát hiện ra một loại hạt nhân phản vật chất mới, nặng nhất từng được phát hiện. Về khám phá này đã báo cáo trên tạp chí Nature.
Các nhà nghiên cứu tại STAR Collaboration đã sử dụng một máy dò hạt để phân tích các mảnh vỡ được tạo ra khi các hạt nhân va chạm tại RHIC, một máy gia tốc nguyên tử tái tạo các điều kiện của vũ trụ sơ khai. Họ đã tìm thấy một phản hạt nhân kỳ lạ được tạo thành từ bốn hạt phản vật chất—một phản proton, hai phản neutron và một phản hyperon. Loại hạt nhân này được đặt tên là phản hyperhydrogen-4.
Phản vật chất có cùng tính chất với vật chất, ngoại trừ việc nó có điện tích trái dấu. Tuy nhiên, mặc dù vật chất và phản vật chất được tạo ra với số lượng bằng nhau trong Vụ nổ lớn, vũ trụ được tạo thành từ vật chất và lý do cho sự mất cân bằng này là một trong những vấn đề quan trọng trong vật lý.
Để tìm kiếm antihyperhydrogen-4, đối cực của hyperhydrogen-4, các nhà khoa học đã phân tích các dấu vết của các hạt mà phản hạt nhân không ổn định này phân rã thành. Một sản phẩm phân rã là hạt nhân antihelium-4; một sản phẩm khác là một hạt tích điện dương đơn giản gọi là pion (pi+). Họ đã xác định được khoảng 16 hạt nhân antihyperhydrogen-4 thực tế trong số hàng tỷ vụ va chạm.
Mặc dù kết quả không cho thấy sự khác biệt đáng kể về tuổi thọ của phản hạt nhân và hạt nhân tương ứng của vật chất thông thường, nghiên cứu này đã xác nhận các mô hình vật lý hiện có. Tiếp theo, các nhà khoa học có kế hoạch đo sự khác biệt về khối lượng giữa các hạt và phản hạt, điều này có thể giải thích sự bất đối xứng giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ.
