W dół spada antymateria! Ujawniono wpływ grawitacji na nieuchwytnego bliźniaka materii

Potwierdzając, że antymateria i zwykła materia są przyciągane grawitacyjnie, odkrycie wyklucza również odpychanie grawitacyjne jako powód, dla którego w obserwowalnym wszechświecie w dużej mierze brakuje antymaterii.

Naukowcy z międzynarodowej współpracy Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) w CERN w Szwajcarii opublikowali dziś swoje odkrycia w czasopiśmie Nature. Partnerstwa Energetycznego w programie Podstawowej Nauki i Inżynierii Plazmy.

„Sukces współpracy w ramach projektu ALPHA jest świadectwem znaczenia pracy zespołowej na różnych kontynentach i w społecznościach naukowych” – mówi Wiaczesław „Sława” Łukin, dyrektor programowy w Wydziale Fizyki NSF. „Zrozumienie natury antymaterii może pomóc nam nie tylko zrozumieć, jak powstał nasz Wszechświat, ale może umożliwić wprowadzenie nowych innowacji, które wcześniej nie wydawały się możliwe, takich jak skany pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), które uratowały wiele istnień ludzkich dzięki zastosowaniu naszej wiedzy o antymaterii do wykrywania nowotworów. nowotwory w organizmie.”

Nieuchwytny, lotny bliźniak materii

Poza wyimaginowanymi napędami warp napędzanymi antymaterią i torpedami fotonowymi ze Star Trek, antymateria jest całkowicie realna, choć w tajemniczy sposób rzadka.

„Ogólna teoria względności Einsteina mówi, że antymateria powinna zachowywać się dokładnie tak samo jak materia” – powiedział Jonathan Wurtele, fizyk plazmy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i członek współpracy ALPHA. „Wiele pośrednich pomiarów wskazuje, że grawitacja oddziałuje z antymaterią zgodnie z oczekiwaniami” – dodał – „ale aż do dzisiejszych wyników nikt tak naprawdę nie przeprowadził bezpośrednich obserwacji, które mogłyby na przykład wykluczyć ruch antywodoru w polu grawitacyjnym w górę, a nie w dół. "

Nasze ciała, Ziemia i większość wszystkiego, o czym wiedzą naukowcy we wszechświecie, składają się w przeważającej mierze ze zwykłej materii składającej się z protonów, neutronów i elektronów, takich jak atomy tlenu, węgla, żelaza i innych pierwiastków układu okresowego.

Z drugiej strony antymateria jest bliźniaczą materią, choć ma pewne przeciwne właściwości. Na przykład antyprotony mają ładunek ujemny, podczas gdy protony mają ładunek dodatni. Antyelektrony (znane również jako pozytony) są dodatnie, podczas gdy elektrony są ujemne.

Jednak być może największe wyzwanie dla eksperymentatorów: „Gdy tylko antymateria dotknie materii, wybucha” – powiedział członek współpracy ALPHA i fizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Joel Fajans.

Połączona masa materii i antymaterii zostaje całkowicie przekształcona w energię w reakcji tak potężnej, że naukowcy nazywają ją anihilacją.

„Dla danej masy takie anihilacje są najgęstszą formą uwalniania energii, jaką znamy” – dodał Fajans.

Jednak ilość antymaterii użytej w eksperymencie ALPHA jest tak mała, że ​​energia wytworzona w wyniku anihilacji antymaterii/materii jest dostrzegalna tylko przez czułe detektory.

„Mimo to musimy bardzo ostrożnie manipulować antymaterią, w przeciwnym razie ją stracimy” – powiedział Fajans.

reklama