Antihelium- antimateria , liknande helium , med ersättning av alla elementära partiklar med antipartiklar . Med andra ord, en antiheliumatom innehåller två antiprotoner i sin kärna , dess kärna har ett laddningsnummer Z = −2 . Eftersom det finns två stabila isotoper av vanligt helium, som skiljer sig åt i antalet neutroner ( helium-3 och helium-4 ), måste det finnas två stabila isotoper av antihelium, som skiljer sig i antalet antineutroner : antihelium-3 ( 3He , innehåller en antineutron och två antiprotoner) och antihelium- 4 ( 4 He , innehåller två antineutroner och två antiprotoner). Den neutrala atomen av antihelium måste också innehålla två positroner som utgör skalet av atomen, men i experiment kräver skapandet av en icke-joniserad antiatom en retardation av antinukleus som bildas i högenergikärnreaktioner till en låg kinetisk energi och tillägg av positroner till det, vilket är tekniskt extremt svårt. Därför observerades endast helt joniserade atomer, det vill säga "blotta" antiheliumkärnor, experimentellt.
Experimentell observation av antiheliumkärnan under terrestra förhållanden hindras i hög grad av dess omedelbara förintelse vid interaktion med vanlig materia. Hittills har alla observationer endast gjorts vid högenergiacceleratorer längs spåren av kärnreaktionsprodukter, och sannolikheten för bildandet av en antinukleus, allt annat lika, minskar med ungefär tusen gånger för varje ytterligare antinukleon i dess sammansättning [1] . Men i princip är upptäckten av antihelium och kosmiskt ursprung inte uteslutet.
Antihelium-3-kärnan observerades första gången 1970 av Yu. D. Prokoshkins grupp vid U-70 protonsynkrotronen vid IHEP . 70 -GeV- protoner bombarderade ett aluminiummål . Identifieringen av bildade partiklar genom laddning och hastighet användes. Av de 2,4 10 11 partiklarna som passerade genom uppställningen isolerades fem antihelium-3 kärnor, vilket motsvarar tvärsnittet för bildning av helium-3 på en aluminiumkärna på 2,0 10 −35 cm 2 / sr GeV/ s [ 2] [3] [4] [5] . Upptäckten av antihelium infördes i USSR:s statliga upptäcktsregister under nr 104 med prioritet daterad den 28 januari 1970.
Antihelium-4-kärnan upptäcktes först 2010 (resultat publicerade 2011) vid RHIC -jonkollideren . I kollisioner av 200 GeV guldjonstrålar i centrum-of-mass-systemet registrerade STAR - detektorn cirka 10 9 nukleära interaktionshändelser. Antihelium-4 observerades i 18 händelser [1] [6] .