berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Para peneliti dari Institut Fisika Modern, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, dan institusi lain berpartisipasi dalam penelitian eksperimental kolaboratif internasional RHIC-STAR.Supernukleus antimateri baru, antihiperhidrogen-4, diamati untuk pertama kalinya dalam tumbukan emas-emas ion berat relativistik. Ini adalah supernukleus antimateri terberat yang ditemukan secara eksperimental hingga saat ini. Pada tanggal 21 Agustus, hasil penelitian yang relevan dipublikasikan di Nature.

Pengetahuan fisika saat ini meyakini bahwa sifat materi dan antimateri adalah simetris, dan jumlah materi dan antimateri yang sama seharusnya sudah ada pada awal mula alam semesta. Untungnya, mekanisme fisik misterius tertentu menyebabkan asimetri dalam jumlah yang sangat kecil dari materi dan antimateri di alam semesta awal. Setelah sebagian besar materi dan antimateri dimusnahkan, sekitar sepersepuluh dari satu miliar materi bertahan dan membentuk materi saat ini menjadi landasan lahir dan keberadaan peradaban manusia. Apa yang menyebabkan perbedaan jumlah materi dan antimateri di alam semesta? Untuk menjawab pertanyaan ini, ide penting adalah menciptakan antimateri baru di laboratorium dan mempelajari sifat-sifatnya.

Antimateri sangat jarang, dan inti antimateri serta supernuklei antimateri (yaitu inti yang mengandung hiperon seperti Lambda) yang dibentuk oleh kombinasi lebih lanjut dari beberapa antibaryon bahkan lebih sulit untuk diproduksi. Sejak "solusi energi negatif" persamaan Dirac meramalkan keberadaan antimateri pada tahun 1928,Para ilmuwan hanya menemukan 6 jenis inti antimateri (super) dalam satu abad terakhir。

Anti-superhydrogen-4 yang ditemukan kali ini dihasilkan dalam eksperimen tumbukan ion berat relativistik. Penumbuk Ion Berat Relativistik di Laboratorium Nasional Brookhaven di Amerika Serikat dapat mempercepat berkas ion berat hingga mendekati kecepatan cahaya dan bertabrakan, mensimulasikan keadaan Big Bang di awal alam semesta di laboratorium. Tabrakan ini dapat menghasilkan bola api bersuhu tinggi beberapa triliun derajat, mengandung materi dan antimateri dalam jumlah yang hampir sama. Bola api tersebut dengan cepat mengembang dan mendingin, memberikan peluang bagi beberapa antimateri untuk menghindari nasib dimusnahkan dengan materi positif, dan diamati oleh detektor eksperimental STAR yang mengorbit di lokasi tumbukan.

Antihiperhidrogen-4 terdiri dari satu antiproton, dua antineutron, dan satu antihiperon. Karena mengandung hiperon anti-Lambda yang tidak stabil, anti-H-4 meluruh hanya setelah beberapa sentimeter terbang.Studi ini menganalisis data eksperimen dari sekitar 6,6 miliar peristiwa tumbukan ion berat, menghasilkan antihelium-4 dan π melalui peluruhan⁺Meson secara terbalik merekonstruksi anti-superhydrogen-4 dan memperoleh sekitar 16 sinyal anti-superhydrogen-4.。

▲Antihelium-4 dan π⁺Sinyal antihiperhidrogen-4 dalam spektrum massa konstan meson

Tim juga mengukur masa pakai anti-H-4 dan membandingkannya dengan anti-H-4, positron-4. Penelitian menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan dalam umur keduanya dalam rentang akurasi pengukuran.Sekali lagi memverifikasi simetri sifat-sifat materi dan antimateri。

Antihyperhydrogen-4 adalah supernukleus antimateri terberat yang saat ini diamati oleh para ilmuwan.. Penemuan dan studi tentang sifat-sifatnya telah memungkinkan para ilmuwan mengambil langkah penting dalam eksplorasi antimateri dan simetri materi dan antimateri.

▲ Tabrakan ion berat menghasilkan antimateri superhidrogen-4

STAR adalah kelompok kerjasama eksperimental internasional berskala besar di bidang RHIC, yang terdiri dari lebih dari 700 peneliti dari 74 unit di 14 negara.

Pekerjaan ini dipimpin oleh tim Qiu Hao, seorang peneliti di Institut Fisika Modern. Tim peneliti ilmiah dari Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok telah memberikan kontribusi dalam teknologi rekonstruksi partikel peluruhan dan penghitungan efisiensi. Pekerjaan penelitian ini didukung oleh National Natural Science Foundation of China, Proyek Sains dan Teknologi Prioritas Strategis dari Chinese Academy of Sciences, dan dukungan stabil dari Chinese Academy of Sciences untuk rencana tim pemuda penelitian dasar.