Scientia

Echipa de fizicieni lucrând la detectorul STAR de la acceleratorul de particule RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) a reuşit să detecteze nuclee de antiheliu-4, particulele de antimaterie ale heliului-4. Descoperirea a fost publicată pe 24 aprilie în prestigioasa revistă Nature.

RHIC, situat în SUA, efectuează cercetări care includ simularea condiţiilor Universului timpuriu. În cadrul RHIC există 4 detectoare: STAR, PHENIX, PHOBOS şi BRAHMS, care îi ajută pe fizicieni să analizeze coliziunile dintre particule produse în acceleratorul RHIC. Fizicienii care lucrează la proiectul STAR  provin din 54 de instituţii din 12 ţări. Cercetările sunt finanţate de către Biroul pentru Ştiinţă al Departamentului Energiei al SUA şi de diverse instituţii internaţionale.

Noua particulă de antimaterie detectată, denumită şi anti-alfa, este cel mai greu antinucleu detectat până acum. RHIC reuşise anul trecut, de asemenea, să stabilească recordul în acest domeniu, descoperind cel mai greu antinucleu, care consta într-un antiproton, un antineutron şi o particulă anti-lambda.

Noul record, spun cercetătorii, va dura mai mult decât precedentul, probabil zeci de ani, întrucât următorul nucleu stabil de antimaterie, mai greu şi care nu suferă dezintegrare radioactivă este de un milion de ori mai rar decât cel descoperit, iar tehnologia existentă astăzi nu este capabilă să-l detecteze.

Antiheliu-4, particula anti-alfa, provenind dintr-o coliziune la RHIC
credit: bnl.gov

Cum se descoperă particulele de antimaterie la RHIC?

În cadrul RHIC se desfăşoară experimente care constau în ciocniri între ioni de aur care se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii, simulându-se astfel condiţiile de după Big Bang. În urma acestor ciocniri violente între particule rezultă atât quarcuri, cât şi antiquarcuri, în număr aproximativ egal. O mare parte din antimateria produsă este detectată de detectorul STAR, înainte ca aceasta să fie anihilată prin contactul cu materia.

Analizând datele colectate în urma a 1 miliard de ciocniri, fizicienii au detectat 18 amprente unice de nuclee de antiheliu-4. Aceste nuclee constau din 2 antiprotoni şi 2 antineutroni, aflaţi într-o legătură stabilă, fără a suferi dezintegrare radioactivă. Nucleele de antiheliu-4 au sarcină electrică negativă, de două ori mai mare decât sarcina electrică a unui electron, iar masa acestora este de 4 ori mai mare decât cea a unui proton.

Descoperirea nucleului de antiheliu survine într-un an în care se aniversează 100 de ani de la publicarea interpretării rezultatelor experimentului cu foiţe de aur desfăşurat în 1909 de către Ernest Rutherford, care a folosit particule de heliu-4 pentru a "reconfigura" structura atomului. Pentru mai multe detalii privind experimentul lui Rutherford, citiţi articolul nostru - Modelul atomic al lui Rutherford.

Bibliografie:
bnl.gov/rhic/news2/news.asp?a=1259&t=pr