Úttörő eredmény: antihélium-atommagokat észleltek egy amerikai részecskegyorsítóban. Ez az eddigi legnehezebb anti-atommag. Ha az űrben is sikerülne észlelni, akkor mégis létezhetnek antianyag-galaxisok.

Az általunk ismert Világegyetemben nem látunk antianyagból álló galaxisokat. Ezeket óriási ragyogás övezné, mert antianyaguk találkozna az őket övező anyaggal, és a részecskék energiává alakulnának át (szétsugárzódnának). Ilyet egyelőre nem sikerült megfigyelni a csillagászoknak: az általunk belátható Univerzumban nincs jelentős mennyiségű antianyag.
 
Az Univerzum kezdeti eseménye, a Nagy Bumm után közvetlenül azonban olyan gyors volt a tágulás, hogy egyes tartományok az általunk most belátható részeken kívülre kerülhettek. Az is lehetséges, hogy néhány ilyen, általunk nem ismert tartományban az antianyag dominál az anyag felett.
 
Kérdés, hogy az általunk ismert Világegyetemben miért az anyag uralkodik? Hová tűnt belőle az antianyag? A Nagy Bumm során ugyanis az elméletek szerint egyenlő mennyiségben kellett keletkezniük. Erre a kérdésre a Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider, LHC) egyik kísérletétől, az LHCb-től remélik a választ.
 
Most azonban egy másik gyorsítótól, az amerikai Relativisztikus Nehézion Ütköztetőtől (RHIC, Brookhaven National Laboratory) jelentettek be az antianyag-kutatással kapcsolatos eredményt. A STAR-kísérletben először figyelték meg antihélium-atommagok keletkezését.
 
Az antihélium-atommagok (más néven anti-alfarészecskék) két antiprotonból és két antineutronból állnak, szemben a "normális" hélium két protonjával és két neutronjával. Ez a hélium 4-es tömegszámú, a leggyakoribb és legstabilabb izotópjára vonatkozik (4He).
 
Az antihélium-atommagok (más néven anti-alfarészecskék) két antiprotonból és két antineutronból állnak. Keletkezésüket először figyelték meg az amerikai Relativisztikus Nehézion Ütköztetőben (RHIC)
Hogyan jött létre antihélium a STAR-detektorban? Ha az antiprotonokat és antineutronokat tovább bontjuk, akkor azt látjuk, hogy mindkettőt úgynevezett antikvarkok (a kvarkok antipárjai) alkotják. A RHIC-nél óriási energiára felgyorsított arany-atommagokat ütköztetnek egymással. Az ütközések során egy igen rövid időre létrejön a kvark-gluon-plazma, amelyben szabadon fordulnak elő a kvarkok és antikvarkok (illetve az őket összetartó gluonok). Ilyen "ősanyag" az Univerzum kezdetekor töltötte ki a teret, és ebből jöttek létre az általunk ismert részecskék.
Mivel a kvark-gluon-plazma antikvarkokat is tartalmaz, a kísérletek során antiatommagok is összeállhatnak belőle. A hélium 4-es tömegszámú változatához nem kevesebb mint 12 antikvarknak kellett összeállnia teljesen véletlenül (az antiprotonok és antineutronok is 3 antikvarkot tartalmaznak). Közel egymilliárd arany-arany ütközés adatai között 18-szor észlelték a kétszeresen negatív töltésű antihélium-4-atommag keletkezését.
 
"Ilyen még nem volt. Iszonyú kicsi a valószínűsége, hogy egyesüljön 12 darab antikvark, de ezek szerint mégis megtörténhet ezen az energiasűrűségen. Főleg az a meggyőző, hogy az antihélium 3-as tömegszámú izotópját is látják, továbbá az antihélium-3 és az antihélium-4 aránya egyezik az elméleti előrejelzésekkel" – mondja Horváth Dezső, az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (RMKI) fizikusa, aki az antianyag kutatásával is foglalkozik a CERN-ben.
 
A kísérletek során a hélium-3 és a hélium-4 atommagjai és ezek antianyag-megfelelői is keletkeztek, a szimulációk által várt arányban és az elméletek által megjósolt tömeggel
 
Az eredmény birtokában nagyobb az esély arra, hogy az űrben is felfedezik az antihéliumot. A tervek szerint április 29-én startoló Endeavour űrrepülőgép fedélzetén jut el az űrbe az AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) nevű részecskefizikai műszer, amelynek fő célja az anyag különleges fajtáinak – antianyag, sötét anyag – keresése. Ha az AMS is találna antihéliumot, akkor felmerül a lehetőség, hogy az Univerzum általunk ismert részeiben mégiscsak létezik antianyag. Ami a földi kísérleteket illeti, az LHC ALICE nevű kísérletében a RHIC-nél is pontosabb megfigyelésekre lesz lehetőség.
 
Forrás: origo.hu