Descubren el antihiperhidrógeno-4, el núcleo de antimateria más pesado hasta la fecha

Investigadores logran un avance significativo en el estudio de la antimateria con el descubrimiento del antihiperhidrógeno-4.

Investigadores en EE. UU. logran sintetizar el antihiperhidrógeno-4, marcando un hito en la investigación de la antimateria.

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MADRID, 22 (EUROPA PRESS)- Por primera vez, la Colaboración STAR ha observado el antihiperhidrógeno-4, el hipernúcleo de antimateria más masivo identificado hasta ahora en experimentos. Este hallazgo fue liderado por científicos del Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia China de Ciencias y ha sido destacado en la revista Nature.

La física contemporánea postula que las propiedades de la materia y la antimateria deberían ser simétricas y que en el origen del universo existían cantidades equivalentes de ambas. Sin embargo, un proceso físico desconocido provocó la aniquilación de la mayoría de estas partículas, sobreviviendo solo una fracción mínima que dio forma al universo material observable hoy.

"La pregunta fundamental es qué originó la disparidad entre la materia y la antimateria en el cosmos. Un método crucial para abordar esto es generar antimateria en laboratorios y analizar sus características", explicó el profesor QIU Hao del IMP.

En nuestro entorno, dominado por la materia, la antimateria es excepcionalmente escasa y se destruye rápidamente al contactar con la materia. Los núcleos de antimateria, y en particular los hipernúcleos que incluyen hiperones como el Lambda, son sumamente difíciles de producir. Desde la predicción de la existencia de la antimateria por la ecuación de Dirac en 1928, sólo se han identificado seis tipos de hipernúcleos de antimateria en casi cien años.

El innovador antihiperhidrógeno-4 fue creado en el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en Estados Unidos. El RHIC acelera y colisiona iones pesados a velocidades cercanas a la luz, replicando las condiciones del universo temprano en un entorno controlado. Estas colisiones generan extremas temperaturas que resultan en un equilibrio de materia y antimateria. A medida que este ambiente se expande y se enfría, algunos antipartículas evaden la aniquilación y son detectadas por el detector STAR.

El antihiperhidrógeno-4, compuesto por un antiprotón, dos antineutrones y un hiperón anti-Lambda, se desintegra tras recorrer solo unos pocos centímetros debido a la inestabilidad del hiperón anti-Lambda.

"Después de analizar aproximadamente 6.600 millones de colisiones de iones pesados, reconstruimos el antihiperhidrógeno-4 a partir de sus partículas de desintegración, el antihelio-4 y el mesón p+, identificando cerca de 16 eventos de antihiperhidrógeno-4", indicó WU Junlin, estudiante doctoral en el IMP.

El equipo también comparó la vida útil del antihiperhidrógeno-4 con la de su contraparte material, el hiperhidrógeno-4, encontrando similitudes que corroboran la teoría de la simetría materia-antimateria.

Este descubrimiento proporciona un avance significativo en la comprensión de la antimateria y apoya la hipótesis de la simetría entre materia y antimateria.