Podkast 112. Hanna Zbroszczyk: Wszechświat jest podejrzanie materialny

„U zarania Wszechświata asymetria pomiędzy ilością wytworzonej materii i antymaterii doprowadziła do powstania rzeczywistości zdominowanej przez materię – takiej, jaką znamy dzisiaj. Przyczyna tej asymetrii pozostaje jak dotychczas nieznana.

Zderzenia jąder zachodzące przy wysokich energiach tworzą warunki podobne do tych, które istniały we Wszechświecie mikrosekundy po Wielkim Wybuchu, gdy ilości materii i antymaterii były porównywalne. Znaczna część powstałej antymaterii wydostaje się z szybko rozszerzającej się »ognistej kuli« bez anihilacji. Czyni to takie zderzenia skutecznym narzędziem eksperymentalnym do tworzenia ciężkich obiektów jądrowych z antymaterii oraz do badania ich właściwości.

Badania te dają nadzieję na rzucenie światła na pytania dotyczące asymetrii między materią a antymaterią”.

W tak zaskakująco literacki sposób rozpoczyna się niedawna publikacja w „Nature”, jednym z dwóch najważniejszych periodyków naukowych na świecie, której współautorką jest Hanna Zbroszczyk. Opowiada ona o odkryciu dokonanym w eksperymencie STAR, zainstalowanym przy Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) – „zderzaczu jonów” działającym w amerykańskim Brookhaven National Laboratory. Odkryto antyhiperwodór-4, nowy rodzaj jądra antymaterii – najcięższego znanego nam do tej pory (składającego się z czterech cząstek antymaterii: antyprotonu, dwóch antyneutronów i jednego antyhiperonu).

STAR i inne eksperymenty, w których prowokuje się gwałtowne interakcje jąder ciężkich atomów, to wielkie, wielopiętrowe instalacje badawcze angażujące setki naukowców. Prowadzone są jednak w medialnym cieniu Large Hadron Collider – największego na świecie zderzacza. To tam, pod Genewą, bije się rekordy osiąganych energii i tam ściga o uwagę polityków oraz mediów.

Tymczasem w operujących na niższych energiach, lecz przewrotnie zaprojektowanych eksperymentach – właśnie takich, w których bierze udział Hanna Zbroszczyk – także szuka się odpowiedzi na najdonioślejsze pytania fizyki i kosmologii (z powodzeniem: – Jesteśmy już bardzo blisko wczesnego Wszechświata – mówi gościni pulsara.). To tam nierzadko dokonywane są przełomowe odkrycia zjawisk lub stanów materii, które dopiero później poddawane są precyzyjniejszej analizie w LHC. Tak właśnie było z plazmą kwarkowo-gluonową, którą po raz pierwszy wygenerowano w STAR.

W mniejszych urządzeniach tworzy się także warunki nieosiągalne na Ziemi, jak choćby te, które przypuszczalnie istnieją we wnętrzach ekstremalnie gęstych ciał niebieskich, tak gęstych, że ich łyżeczka musiałaby ważyć miliony ton. – Dzięki nim możemy „dotknąć” gwiazd neutronowych – mówi badaczka.