Geriausias mokslas - klausimai, kurie užfiksuoja ir priverčia bet kurį žmogų - yra apgaubti paslapties. Jei taip būtų buvę, abiejų rūšių dalelės būtų sunaikintos viena kitai, palikdamos visatą, kurią persmelkia energija.
Kaip liudija mūsų egzistavimas, to neįvyko. Tiesą sakant, gamta, regis, turi vieną dalį 10 milijardų medžiagų, o ne antimedžiagos. Tai viena didžiausių šiuolaikinės fizikos paslapčių.
Tačiau Didysis hadronų susidūrėjas sunkiai dirba, pažodžiui stumdamas materiją į ribą, kad išspręstų šią žavią paslaptį. Šią savaitę CERN sukūrė antivandenilio atomų pluoštą, leidžiantį mokslininkams pirmą kartą atlikti tikslius šios nemandagios antimaterijos išmatavimus.
Antikarinės dalelės yra tapačios materijos dalelėms, išskyrus jų elektrinio krūvio ženklą. Taigi, nors vandenilį sudaro teigiamai įkrautas protonas, kurį apkrauna neigiamai įkrautas elektronas, o antivandenilį sudaro neigiamai įkrautas antiprotonas, kurį apkelia teigiamai įkrautas antielektronas, arba pozitronas.
Nors Visatoje niekada nebuvo pastebėta pirmapradės antimaterijos, dalelių greitintuve galima sukurti antihidriną maišant pozitronus ir mažai energijos turinčius antiprotonus.
2010 m. ALPHA komanda pirmą kartą užfiksavo ir laikė antihidrogeno atomus. Dabar komanda sėkmingai sukūrė antivandenilio dalelių pluoštą. Šią savaitę žurnale „Nature Communications“ paskelbtame dokumente ALPHA komanda pranešė, kad aptiko 80 antivandenilio atomų, esančių 2,7 metrų pasroviui nuo jų gamybos.
„Tai yra pirmas kartas, kai mes galime tiksliai ištirti antihidriną“, - pranešime spaudai sakė ALPHA atstovas Jeffrey Hangstas. „Mes optimistiškai nusiteikę, kad„ ALPHA “gaudymo spąstais technika ateityje pateiks daug tokių įžvalgų.“
Vienas pagrindinių iššūkių yra atskirti antivandenį nuo įprastų medžiagų, kad jie nesunaikintų vienas kito. Norėdami tai padaryti, dauguma eksperimentų naudoja magnetinius laukus, kad būtų pakankamai ilgai sugaunami antigeno atomai, kad būtų galima juos ištirti.
Tačiau stiprūs magnetiniai laukai pablogina antihidrogeno atomų spektroskopines savybes, todėl ALPHA komanda turėjo sukurti naujovišką sistemą, skirtą pernešti antivandenilio atomus į regioną, kuriame jie galėtų būti tiriami, toli nuo stipraus magnetinio lauko.
Norėdami išmatuoti antihidrogeno krūvį, ALPHA komanda ištyrė antigeno atomų, išsiskiriančių iš gaudyklės, esant elektriniam laukui, trajektorijas. Jei antivandenilio atomai turėtų elektros krūvį, laukas juos atitrauktų, tuo tarpu neutralūs atomai būtų nenuleisti.
Rezultatas, pagrįstas 386 užfiksuotais įvykiais, suteikia antihidrogeno elektrinio krūvio vertę -1,3 x 10-8. Kitaip tariant, jo krūvis suderinamas nuo nulio iki aštuonių skaičių po kablelio. Nors šis rezultatas nestebina, nes vandenilio atomai yra elektriškai neutralūs, tai yra pirmas kartas, kai antiatodo įkrova buvo išmatuota tokiu dideliu tikslumu.
Ateityje bet koks aptinkamas skirtumas tarp materijos ir antimaterijos galėtų padėti išspręsti vieną didžiausių šiuolaikinės fizikos paslapčių, atverti langą į naują mokslo sritį.
Straipsnis paskelbtas „Nature Communications“.
