(dr) J. Ditzel
Ilustração da produção de anti-hiperélio-4
A descoberta é a primeira evidência do hipernúcleo de antimatéria mais pesado já encontrado no Large Hadron Collider (LHC).
No interior do Grande Colisionador de Partículas (LHC, na sigla em inglês), um túnel subterrâneo circular com 27 km de circunferência na fronteira da França com a Suíça, uma equipa de cientistas acelerou partículas subatómicas até velocidades próximas à da luz.
Estas colisões provocaram, durante frações de segundo, as mesmas condições que existiam no Universo logo após o Big Bang.
Entre as várias observações decorrentes da experiência, a colaboração internacional ALICE anunciou, recentemente, a primeira evidência de anti-hiper-hélio-4, que é composto por dois antiprotões, um antineutrão e um antilambda.
Segundo o comunicado, esta é a primeira observação do hipernúcleo mais pesado de antimatéria no LHC.
O equivalente do anti-hiper-hélio 4 não é uma matéria comum, mas sim uma partícula bariónica exótica. É uma forma de hipernúcleo, composta por partículas chamadas hiperões, o que significa que o hiper-hélio-4 não é uma partícula composta apenas por protões e neutrões, mas uma versão “modificada” do hélio-4, um isótopo do hélio.
O hélio, que é o segundo elemento mais leve e abundante do Universo, tem um núcleo com dois protões e dois neutrões, com dois eletrões a girar à volta. Os protões e os neutrões são formados por três quarks: enquanto os protões têm dois quarks up e um quark down, os neutrões possuem um quark up e dois downs.
Além destes tipos de quarks, existem outros, como o strangem que, quando se junta a outros dois quarks, forma um hiperão, uma partícula parecida com o neutrão e o protão, mas mais pesada.
Apesar de serem instáveis, os hiperões têm vida útil que lhes permite unir a protões e neutrões, formando assim o hiper-hélio-4, composto por dois protões, um neutrão e um hiperão lambda.
Durante a sua busca por hiernúcleos, os cientistas usaram machine learning para identificar sinais e encontraram evidências sólidas de que realmente existiam. Curiosamente, os especialistas do ALICE não encontraram provas da existência do hiper-hélio-4, mas sim do seu equivalente em antimatéria, o anti-hiper-hélio-4, composto por dois antiprotões, um antineutrão e um antilambda.
Para isso, os físicos observaram os produtos de decaimento do anti-hiper-hélio-4, ou seja, um núcleo de anti-hélio-3, um antiprotão e um pião carregado.
Até agora, os cientistas não sabiam se os hipernúcleos de antimatéria poderiam existir. O anti-hiper-hélio-4 é o primeiro deste tipo alguma vez observado.
Por ser uma forma extremamente rara e exótica de antimatéria, o estudo deste hipernúcleo pode ajudar a aprofundar o entendimento sobre estas partículas com cargas opostas.
O artigo científico foi publicado no arXiv, mas ainda carece de revisão por pares.
