Antihyperhelium-4: Cern-Team weist bisher schwersten Antihyperkern nach
Neue exotische Teilchen am Large Hadron Collider (LHC): Bei Kollisionen von Schwerionen am Teilchenbeschleuniger des europäischen Kernforschungszentrum Cern haben Forscher erstmals das Antiteilchen zu einem Hyperhelium-Kern nachgewiesen.
Die Kollaboration des A Large Ion Collider Experiment(öffnet im neuen Fenster) , kurz Alice, wies in Kollisionsdaten erstmals Antihyperhelium-4 nach(öffnet im neuen Fenster) . Das sei der bisher schwerste entdeckte Antimaterie-Hyperkern, teilte das Cern mit(öffnet im neuen Fenster) . Die Alice-Forscher durchsuchten die Daten mit einem Machine-Learning-System nach Signalen von Hyperwasserstoff-4, Hyperhelium-4 sowie ihren Antimaterie-Pendants.
Die Daten wurden im Jahr 2018 bei der Kollision von Bleiionen gewonnen. Die Energie betrug 5,02 Teraelektronenvolt (TeV) für jedes kollidierende Nukleonenpaar (Protonen und Neutronen). Die statistische Signifikanz der Resultate gab das Cern mit bei 3,5 Sigma an.
Daneben wiesen die Forscher Antiwasserstoff-4 mit 4,5 Sigma nach. Die von der Alice-Kollaboration bestimmten Massen sind laut Cern mit den aktuellen Durchschnittswerten(öffnet im neuen Fenster) kompatibel.
Hyperkerne gehören zur seltsamen Materie
Hyperkerne(öffnet im neuen Fenster) gehören zur sogenannten seltsamen Materie oder Strange Matter(öffnet im neuen Fenster) . Dabei handelt es sich um Atomkerne, die aus Protonen und Neutronen sowie Hyperonen(öffnet im neuen Fenster) bestehen. Das sind instabile Teilchen, die ein oder mehrere Strange-Quarks(öffnet im neuen Fenster) enthalten. Antihyperhelium-4 setzt aus zwei Antiprotonen, einem Antineutron und einem Antilambda zusammen.
Hyperkerne und deren Antimaterie-Gegenstücke entstehen in großer Menge bei der Kollision von Schwerionen. Anfangs wurden jedoch nur Hypertritonen und Antihypertritonen nachgewiesen, die beiden leichtesten Hyper- und Antihyperkerne. Das änderte sich Anfang 2024, als die STAR-Kollaboration am US-Teilchenbeschleuniger Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Antihyperwasserstoff-4 fand.
Neben den Hyperkernen erzeugen die Schwerionenkollisionen auch ein Quark-Gluon-Plasma(öffnet im neuen Fenster) . Das ist der Zustand, in dem sich die Materie eine millionstel Sekunde nach dem Urknall befunden haben soll.