Најголеми скок во истражувањето на антиматеријата досега: Тимот ALPHA во ЦЕРН успеа да зароби повеќе од 15.000 атоми антиводород благодарение на нов метод на ладење.
Фаќањето антиматерија отсекогаш изгледало како невозможна мисија, налик на обид да фатите снегулки со тава – но снегулки кои при допир би ја уништиле тавата. Таква е секојдневната работа на физичарите во CERN кои го проучуваат антиводородот, наједноставниот антиматериски атом. По години во кои фаќањето на антиатомите се одвиваше бавно, макотрпно и речиси парче по парче, научниците сега направија историски исчекор.
Кој го постигна пробивот и што точно се случи
ALPHA колаборацијата, меѓународен тим физичари во CERN, објави дека успеала одеднаш да зароби повеќе од 15.000 атоми антиводород, соборувајќи го претходниот рекорд. Ова е постигнато благодарение на иновативна метода на ладење која користи ласерски оладени берилиумови јони за да ја одземат топлината од позитроните пред тие да се спојат со антипротоните. Резултатот е стабилен, екстремно ладен „резервоар“ од антиматерија, доволен за експерименти кои траеле со недели сега да се изведат за еден ден, пишува ZME Science.
„Количини како овие пред десет години ќе се сметаа за научна фантастика,“ изјави портпаролот на ALPHA, Џефри Хенгст. „Сега, кога можеме да произведеме и задржиме многу поголем број антиатоми, можеме да ги проучуваме атомските својства на антиматеријата побрзо и попрецизно од кога било.“
Каде се чува антиматеријата и зошто е тоа важно?
Антиматеријата, создадена од античестички спротивни на обичната материја, е една од најголемите загатки на физиката. Според важечките теории, Големата експлозија требало да создаде еднакви количества материја и антиматерија. Наместо тоа, целиот видлив универзум е составен речиси исклучиво од материја. Зошто е тоа така – физичарите сè уште не знаат. Антиводородот — пар антипротон и позитрон — служи како лабораториска копија на водородот, овозможувајќи директно споредување на два универзално присутни атоми.
Досега фаќањето антиводород беше споро и неефикасно. Во 2018 година, тимот мораше да работи десет недели за да собере 16.000 антиатоми. Со новата техника, истата бројка може да се добие за еден ден, што драматично ја забрзува статистичката обработка на податоците и ја намалува можноста за експериментални грешки.
Како е направен големиот пресврт?
Во центарот на овој напредок е температурата. Кога антипротоните и позитроните се премногу „жешки“, создадените антиатоми ја напуштаат магнетната стапица и исчезнуваат за миг, уништувајќи се при контакт со материја.
Тимот ALPHA затоа применил софистицирана метода во која берилиумови јони се ладат со ласери до ултраниски температури. Овие оладени јони потоа ја одземаат топлината на позитивната плазма, правејќи ја доволно „мирна“ за антиатомите да останат заробени.
„Првиот успешен тест веднаш го удвои бројот на фатени атоми и ни даде 36 антиводороди — мојот нов омилен број,“ вели Марија Гонкалвеш, една од водечките докторандки на проектот. „Ова беше неверојатно возбудлива фаза.“
Зошто се прави сето ова и која е пошироката важност?
Во физиката на честички, бројките се клучни. Колку повеќе примероци имате, толку попрецизно можете да ги проверите фундаменталните природни закони. Д-р Курт Томпсон, еден од водечките истражувачи, нагласува дека новата метода овозможува експерименти што порано траеле месеци да се изведат за само еден ден.
Професор Нилс Мадсен од Универзитетот Свонси, заменик-портпарол на ALPHA, работи на оваа идеја повеќе од десет години. „Отсекогаш верував дека ова е правиот пат напред. Исклучително е задоволувачки да се видат резултати што ќе овозможат сосема нови мерења на антиводородот.“
Ако новата генерација експерименти покаже дури и најмало отстапување меѓу водородот и антиводородот — поместување во фреквенција, разлика во гравитација или некој друг ефект — тоа би можело да го разниша Стандардниот модел на физиката. Може да објасни зошто универзумот не е празен простор исполнет само со зрачење и зошто материјата „победила“ над антиматеријата. Можеби ќе нè доближи и до одговорот на прашањето зошто воопшто постоиме.
Со повеќе фатена антиматерија отколку кога било, тимот ALPHA сега влегува во фаза на истражување што би можела да го промени нашето разбирање на универзумот.
