Обнаружено самое тяжелое гиперядро антиматерии

Антигипергелий-4 состоит из двух антипротонов, антинейтрона и антилямбды — частицы, содержащей странный кварк. Это гиперядро является экзотической формой материи, которая может быть получена только в условиях высокоэнергетических столкновений тяжелых ионов. Ранее подобные эксперименты наблюдали более легкие гиперядра и антигиперядра, включая гипертритон и антигипертритон.

Для проведения исследования ученые анализировали данные, полученные в 2018 году при столкновениях свинца со свинцом на энергии 5,02 тераэлектронвольт на пару нуклонов. Впервые был применен метод машинного обучения для поиска сигналов, связанных с гипергелием-4 и антигипергелием-4. Этот подход позволил с высокой точностью выделять кандидатов на гиперядра и их антиматерийные аналоги из обширных экспериментальных данных.

Кандидаты на антигипергелий-4 были идентифицированы благодаря детектированию их распада на ядро антигелия-3, антипротон и заряженный пион. Аналогично кандидаты на антигиперводород-4 распознавались по их распаду на антигелий-4 и пион. Помимо доказательств существования антигипергелия-4, исследование зафиксировало наличие антигиперводорода-4 с еще большей значимостью — 4,5 стандартных отклонений.

Массы обоих гиперядер согласуются с текущими мировыми значениями, а их выход подтверждает предсказания статистической модели адронизации. Это доказывает, что образование гиперядер при столкновениях тяжелых ионов хорошо описывается этой моделью, учитывающей как основные, так и возбужденные состояния гиперядер.