Научници су до сада направили најпрецизније мерење антиматерије, а резултати само продубљују мистерију зашто живот, свемир и све у њему постоје.
Нова мерења показују да се, до невероватно високог степена прецизности, антиматерија и материја понашају идентично.
Па ипак, та нова мерења не могу да одговоре на једно од највећих физичких питања: Зашто, ако су током Великог праска формирани једнаки делови и антиматерија, да ли се данас наш свемир састоји од материје?
Универзум у равнотежи
Наш универзум је предвиђен на равнотежи супротности. За сваку врсту „нормалних“ честица, начињених од материје, постоји коњугирана античестица исте масе која има истовремено супротно електрично наелектрисање. Електрони имају супротстављене антиелектроне или позитроне; протони имају антипротоне; и тако даље.
Међутим, када се честице материје и антиматерије сретну, оне се уништавају, остављајући само преосталу енергију. Физичари тврде да је требало створити једнаке количине материје и антиматерије створене Великим праском, а свака би осигурала међусобно уништење, остављајући бебин свемир без икаквих грађевних блокова (или било чега, у ствари). Па ипак, ту смо у свемиру састављеном од готово читаве материје.
Али ево ти нападача: Не знамо ниједну исконску антиматерију која ју је начинила из Великог праска. Па зашто - ако се антиматерија и материја понашају на исти начин - да ли је једна врста материје преживела Велики прасак, а друга није?
Један од најбољих начина да се одговори на то питање је измерити основна својства материје и њених коњугата антиматерија што је могуће прецизније и упоредити ове резултате, рекао је Стефан Улмер, физичар из Рикен-а у Јаку, Јапан, који није био укључен у ново истраживање. Ако постоји мало одступање између својстава материје и повезаних својстава антиматерије, то би могао бити први траг за решавање највећег физичког понашања. (У 2017. години, научници су открили неке мале разлике у начину понашања неких материја против антиматерије, али резултати нису били статистички довољно јаки да би се могли сматрати открићем.)
Али ако научници желе манипулирати антиматеријом, они то морају мукотрпно направити. Последњих година неки физичари су се бавили проучавањем антихидрогена, или водоникове антиматерије, јер је водоник "једна од ствари коју најбоље разумемо у свемиру", изјавио је за Ливе Сциенце коаутор студије Јеффреи Хангст, физичар са Универзитета Архус у Данској. . Израда антихидрогена обично укључује мешање 90 000 антипротона са 3 милиона позитрона да би се произвело 50 000 атома водика, од којих је само 20 ухваћено магнетима у цилиндричној цеви (28 центиметара), дугој 11 центиметара, ради даљег проучавања.
Сада, у новој студији објављеној данас (4. априла) у часопису Натуре, тим компаније Хангст постигао је досад невиђен стандард: Они су до сада извели најпрецизније мерење антихидрогена - или било које врсте антиматерије. У 15.000 атома антихидрогена (мислим да се горе поменутим поступком мешања креће око 750 пута), они су проучавали фреквенцију светлости коју атоми емитују или апсорбују кад скачу из стања ниже енергије у вишу.
Мерења истраживача показала су да се енергетски нивои атома водикогена и количина апсорбоване светлости слажу са њиховим водоничним колегама, с прецизношћу од 2 дела по билиону, драматично побољшавајући у односу на претходну прецизност мерења у редоследу делова по милијарди.
"Врло је ретко да експерименталисти успевају да повећају прецизност за фактор 100", рекао је Улмер за Ливе Сциенце. Сматра да ће, ако Хангстов тим настави рад током додатних 10 до 20 година, успети да повећају ниво прецизности водоничне спектроскопије за даљњи фактор од 1.000.
За Хангст - портпарол сарадње АЛПХА при Европској организацији за нуклеарна истраживања (ЦЕРН), која је дала ове резултате - ово достигнуће је деценијама у току.
Снимање и држање антиматерије био је главни подвиг, рекао је Хангст.
"Пре двадесет година људи су мислили да се то никада неће догодити", рекао је. "То је експериментална сила која ће то уопште моћи да уради."
Нови резултати су веома импресивни, рекао је Мајкл Досер, физичар из ЦЕРН-а који није био укључен у посао, е-маилом саопштио Ливе Сциенце-у.
"Број заробљених атома за ово мерење (15.000) је огромно побољшање на сопственим подацима од пре само неколико година", рекао је Досер.
Па шта нам тачно каже најпрецизније мерење антиматерије? Па, на жалост, не много више него што смо већ знали. Као што се очекивало, водоник и антихидроген - материја и антиматерија - понашају се идентично. Сада знамо само да су идентични у мерењу делова по билијуну. Ипак, Улмер је рекао да мерење два дела по трилијуну не искључује могућност да нешто одступи између две врсте материје на још већем нивоу прецизности, што је до сада пркосило мерењу.
Што се тиче Хангста, он се мање бави одговором на питање зашто наш универзум материје постоји као и без антиматерије - што он назива "слон у соби". Уместо тога, он и његова група желе се усредсредити на вршење још прецизнијих мерења и истраживање како антиматерија реагује гравитацијом - да ли пада доле као нормална материја или би могла пасти?
А Хангст сматра да би мистерија могла бити разрешена пре краја 2018. године, када ће ЦЕРН угасити две године због надоградње. "Имамо и друге трикове у рукаву", рекао је. "Будите у току."
