Najlepšia veda - otázky, ktoré zachytávajú a nútia každého človeka - je zahalená tajomstvom. Keby to tak bolo, dva druhy častíc by sa navzájom zničili, čím by vesmír prešiel energiou.
Ako potvrdzuje naša existencia, nestalo sa to. V skutočnosti sa zdá, že príroda má jednu časť z 10 miliárd pred záležitosťou antihmoty. Je to jedno z najväčších tajomstiev modernej fyziky.
Ale Veľký Hadron Collider tvrdo pracuje, doslova tlačí hmotu na hranicu, aby vyriešil toto podmanivé tajomstvo. Tento týždeň CERN vytvoril lúč antihydrogénnych atómov, ktorý vedcom umožňuje vykonať presné merania tohto nepolapiteľného antihmoty prvýkrát.
Antičastice sú zhodné s časticami hmoty, s výnimkou známok ich elektrického náboja. Zatiaľ čo vodík pozostáva z pozitívne nabitého protónu obiehajúceho záporne nabitým elektrónom, antihydrogén pozostáva z negatívne nabitého antiprotónu obiehajúceho pozitívne nabitým antielektrónom alebo pozitrónom
Aj keď vo vesmíre sa nikdy nepozoroval prvotný antihmota, je možné v urýchľovači častíc vytvoriť antihydrogén zmiešaním pozitrónov a nízkoenergetických antiprotónov.
V roku 2010 tím ALPHA prvýkrát zachytil a zadržal atómy antihydrogénu. Tím teraz úspešne vytvoril lúč antihydrogénových častíc. V príspevku uverejnenom tento týždeň v publikácii Nature Communications tím ALPHA uvádza detekciu 80 antihydrogénových atómov 2,7 metra po ich produkcii.
"Je to prvýkrát, čo sme boli schopní študovať antihydrogén s určitou presnosťou," uviedol hovorca ALPHA Jeffrey Hangst v tlačovej správe. „Sme optimistickí, že technika odchytu ALPHA v budúcnosti prinesie mnoho takýchto poznatkov.“
Jednou z hlavných výziev je udržiavať antihydrogén mimo bežnej hmoty, aby sa navzájom nezničili. Aby to bolo možné dosiahnuť, väčšina experimentov využíva magnetické polia na zachytenie antihydrogénnych atómov dostatočne dlho na ich štúdium.
Silné magnetické polia však degradujú spektroskopické vlastnosti antihydrogénnych atómov, takže tím ALPHA musel vyvinúť inovatívne usporiadanie na prenos antihydrogénových atómov do oblasti, kde by sa dali študovať, ďaleko od silného magnetického poľa.
Na meranie náboja antihydrogénu študoval tím ALPHA trajektórie atómov antihydrogénu uvoľňovaných z pasce v prítomnosti elektrického poľa. Keby mali atómy antihydrogénu elektrický náboj, pole by ich odklonilo, zatiaľ čo neutrálne atómy by neboli odrazené.
Výsledok, založený na 386 zaznamenaných udalostiach, poskytuje hodnotu elektrického antihydrogénneho náboja pri -1,3 x 10-8, Inými slovami, jeho poplatok je kompatibilný s 0 až 8 desatinnými miestami. Aj keď tento výsledok nie je žiadnym prekvapením, pretože atómy vodíka sú elektricky neutrálne, je to prvýkrát, kedy sa náboj antiatomu zmeral tak vysoko presne.
V budúcnosti by akýkoľvek zistiteľný rozdiel medzi hmotou a antihmotou mohol pomôcť vyriešiť jednu z najväčších záhad modernej fyziky a otvoriť okno do novej oblasti vedy.
Príspevok bol publikovaný v publikácii Nature Communications.
