Mokslininkai dar tiksliausiai išmatavo antimateriją, o rezultatai tik gilina paslaptį, kodėl gyvybė, Visata ir viskas joje egzistuoja.
Nauji matavimai rodo, kad nepaprastai aukšto tikslumo antimedžiaga ir materija elgiasi vienodai.
Tačiau šie nauji matavimai negali atsakyti į vieną didžiausių fizikos klausimų: Kodėl, jei Didžiojo sprogimo metu buvo suformuotos lygios medžiagos ir antimaterija, šiandien mūsų visata yra sudaryta iš materijos?
Visata pusiausvyroje
Mūsų visata remiasi priešybių pusiausvyra. Kiekvienai „normalių“ dalelių rūšiai, sudarytai iš materijos, yra tos pačios masės konjuguotas dalelė, turinti priešingą elektrinį krūvį tuo pačiu metu. Elektronai turi priešingus antielektronus arba pozitronus; protonai turi antiprotonus; ir taip toliau.
Tačiau kai materija ir antimaterijos dalelės susitinka, jos sunaikina viena kitą, palikdamos tik likusią energiją. Fizikai teigia, kad Didžiojo sprogimo metu turėjo būti lygus materijos ir antimaterijos kiekis, ir kiekvienas būtų užtikrinęs abipusį sunaikinimą, palikdamas kūdikio visatai gyvybės statybinių elementų (ar bet ką, tikrai). Vis dėlto mes esame visatoje, kurią sudaro beveik vien tik materija.
Bet čia yra skandalistas: Mes nežinome jokio pirmykščio antimedžiago, kuris jį išstūmė iš Didžiojo sprogimo. Taigi kodėl - jei antimaterija ir materija elgiasi vienodai - ar vienos rūšies materija išgyveno Didįjį sprogimą, o kita - ne?
Vienas geriausių būdų atsakyti į šį klausimą yra kiek įmanoma tiksliau išmatuoti pagrindines materijos ir jos antimaterio konjugatų savybes ir palyginti tuos rezultatus, - sakė Stefanas Ulmeris, „Riken“ fizikas, Wako, Japonija, kuris nedalyvavo naujoje. tyrimai. Jei yra šiek tiek nukrypimų tarp materijos savybių ir koreliuotų antimedžiagos savybių, tai gali būti pirmasis užuomina apie didžiausią fizikos pranašumą. (2017 m. Mokslininkai nustatė keletą nedidelių skirtumų tam tikruose antimedžiagos partnerių elgesiuose, tačiau statistiniai duomenys nebuvo pakankamai stiprūs, kad būtų laikomi atradimais.)
Bet jei mokslininkai nori manipuliuoti antimaterija, jie turi rūpestingai tai padaryti. Pastaraisiais metais kai kurie fizikai ėmėsi studijuoti antivandenilį arba vandenilio antimaterijos atitikmenį, nes vandenilis yra „vienas iš dalykų, kuriuos geriausiai suprantame visatoje“, - tyrimo „Live Science“ sakė tyrimo bendraautorius Jeffrey Hangstas, fizikas iš Aarhuso universiteto Danijoje. . Norint gaminti antivandenilį, paprastai reikia sumaišyti 90 000 antiprotonų su 3 milijonais pozitronų, kad susidarytų 50 000 anti vandenilio atomų, iš kurių tik 20 yra sugauti magnetais 11 colių ilgio (28 centimetrų) cilindriniame vamzdyje tolimesniam tyrimui.
Dabar naujame, šiandien (balandžio 4 d.) Paskelbtame žurnale „Nature“, „Hangst“ komanda pasiekė precedento neturintį standartą: jie iki šiol tiksliausiai įvertino antivandenilį arba bet kokį antimaterijos tipą. Iš 15 000 atomų antigeno (atminkite, kad maišymo procesas vyksta maždaug 750 kartų), jie ištyrė šviesos atomų skleidžiamos ar sugertos šviesos dažnį, kai jie pereina iš žemesnės energijos būsenos į aukštesnę.
Tyrėjų atlikti matavimai parodė, kad antigeno atomų energijos lygis ir sugertos šviesos kiekis sutapo su jų vandenilio kolegomis 2 dalių trilijonui tikslumu, dramatiškai pagerindami ankstesnio matavimo tikslumą dalimis milijardu.
„Labai retai eksperimentatoriams pavyksta padidinti tikslumą 100“, - „Ulmer“ pasakojo „Live Science“. Jis mano, kad jei „Hangst“ komanda tęs darbą dar 10–20 metų, jie sugebės padidinti vandenilio spektroskopijos tikslumą dar 1 000.
Šiuos rezultatus pateikusiam Hangstui - Europos branduolinių tyrimų organizacijos (CERN) bendradarbiavimo ALPHA atstovui - šis laimėjimas buvo dešimtmetis.
Antismedžio spąstais laikymas ir laikymas buvo pagrindinis žygdarbis, sakė Hangstas.
„Prieš dvidešimt metų žmonės manė, kad to niekada neatsitiks“, - sakė jis. "Tai padaryti yra iš viso eksperimentinė kelionių jėga."
Nauji rezultatai yra labai įspūdingi, - „Live Science“ el. Laiške pasakojo CERN fizikas Michaelas Doseris, nedalyvavęs darbe.
„Įstrigusių atomų skaičius šiam matavimui (15 000) yra didžiulis pagerėjimas, palyginti su tik keliais metais turimais duomenimis“, - teigė D. Doseris.
Taigi, ką net tiksliausias antimaterijos matavimas mums sako? Na, deja, ne daug daugiau, nei mes jau žinojome. Kaip ir tikėtasi, vandenilis ir antivandenilis - medžiaga ir antimaterija - elgiasi vienodai. Dabar mes tiesiog žinome, kad matuojant trilijoną dalių, jie yra vienodi. Tačiau Ulmeris teigė, kad 2 dalių už trilijoną matavimas neatmeta galimybės, kad kažkas skiriasi tarp dviejų materijos rūšių dar didesnio tikslumo lygiu, kuris iki šiol paneigė matavimą.
Kalbant apie Hangstą, jam mažiau rūpi atsakyti į klausimą, kodėl mūsų materijos visata egzistuoja taip, kaip ji egzistuoja be antimedžiagos - tai, ką jis vadina „drambliu kambaryje“. Vietoj to, jis ir jo grupė nori sutelkti dėmesį į dar tikslesnius matavimus ir ištirti, kaip antimaterija reaguoja su gravitacija - ar ji krenta kaip normali materija, ar gali kristi?
Ir Hangstas mano, kad paslaptis galėtų būti išspręsta iki 2018 m. Pabaigos, kai CERN dvejiems metams bus uždarytas atnaujinti. „Turime ir kitų gudrybių, kaip pasiūti rankovę“, - sakė jis. "Neišmeskite".
