RHIC(Relativistic Heavy Ion Collider Experiment)’i STAR’i eksperimendis valmistati kaheksateist seni raskeima antiaine antiheelium-4 tuuma.
,,Juba praegu on STARi käes raskeimate antiosakeste rekord – eelmisel aastal identifitseeriti anti-hüpertriiton, mis koosneb kolmest antiosakesest. Nelja antinukleoniline antiheelium-4 tekib veel tuhat korda väiksema sagedusega. Et teha kindlaks 18 vajalikku eksemplari, tuli teadlastel töötada läbi miljardite kullaosakeste põrgete andmed, ” sõnas STARi eksperimendi esindaja Nu Xu.
Energiliste kulla tuumade põrgetel STARis saadakse umbes võrdses koguses ainet ja antiainet, kuid et "tulepall" paisub ja jahtub, eksisteerib antiaine kauem kui see kestis pärast Suurt Pauku. Antud põrkes pandi tavalise heelium-4 tuum(taga) paari antiheelium-4 tuumaga(ees). Pilt: STAR Collaboration and Lawrence Berkeley National Laboratory
STARis toimuvad energilised kulla tuumaosakeste põrked taasloovad vaid mõni hetk pärast Suurt Pauku valitsenud tingimused. Et Suures Paugus tekkis võrdne kogus nii ainet kui ka antiainet, siis oleksid need pidanud omavahel annihileeruma, kuid seniteadmata põhjustel paistab vaid aine olevat säilinud. Tänapäeval moodustab see aine ülekaal kogu meile nähtava universumi, kirjutab ScienceDaily.com.
Umbes samas koguses ainet ja antiainet tekib ka RHICi raskete ioonide(kulla tuumade) põrgetes. Nii saadud “tulepallid” paisuvad ning jahtuvad kiiresti, mistõttu antiaine saab annihileerumist vältida piisavalt kaua, et STARi detektorid seda tabaksid.
Tavaliseld heeliumi aatomid koosnevad kahest prootonist ja kahest neutronist. Radioaktiivsel lagunemisel kiiratud alfaosakeste kujul leidis need Ernest Rutherford rohkem kui sajand tagasi. Antiheelium-4 tuum koosneb kahest antiprootonist ja kahest antineutronist.
Kõige tavalisemat antiosakesed on üldiselt kõige kergemad, sest nende loomiseks on vaja vähem energiat. Carl Anderson oli esimene antiosakese leidnud teadlane, ta avastas selle kosmilise kiirguse jääkidest 1932. aastal. 1950ndatel aastatel valmistati Berkeley Laboratooriumi Bevatronis antiprooton ja antineutron. Antideutroni tuum(anti-raske-vesiniku, koosneb antiprootonist ja antineutronist) saadi 1960ndatel Brookhaveni ja CERNi kiirenditel.
Iga uus tuumaosake(barüon) suurendab osakese barüon-numbrit ning STARi põrgete puhul tähendab iga barüon-numbri kasv osakese saamise tõenäosuse ligi 1000 kordset vähenemist. Ainult ühe neutroniga(antiheelium-3) antiheeliumi isotoobi tuumasid on kiirendites valmistatud juba alates 1970ndatest, STARi eksperiment vastutab neist mitmete eest. Barüon-number 4-ga antiheeliumi tuumad, millede valmistamisest STAR hiljuti teada andis, põhinedes kuueteistkümnele 2010. aastal identifitseeritud ja kahele varem leitud tuumale, koosneb seni detekteeritutest kõige rohkematest antiosakese tuumaosakestest.
,,Antiheeliumile järgnev stabiilne antiaine tuum oleks antiliitium, kuid selle kiirendis saamise tõenäosus on üle kahe miljoni korra väiksem kui antiheeliumil,” sõnas Xiangming Sun Berkeley Laboratooriumist.
Loe lähemalt: “Anti-Helium Discovered in Relativistic Heavy Ion Collider Experiment”
ja “Antihelium-4: Physicists nab new record for heaviest antimatter“