После две децении обидувања, физичарите во ЦЕРН ги објавија првите резултати од мерењето на емисиите на светлината од атомите на антиматеријата, откривајќи дека атомот на антиводородот е точна огледална слика на атомот на водород.
Резултатот, кој конечно го потврди она што веќе долго време се претпоставува со законите на физиката, отвора нов начин за тестирање на Ајнштајновата теорија за релативност, а може и да ни помогне да одговориме на една од најголемите мистерии на модерната физика – зошто во вселената постои многу повеќе материја отколку антиматерија?
„Ова претставува историска точка по напорите на дводецениското настојување за создавање антиматерија и нејзина споредба со материјата,” вели физичарот Алан Костелеки од Универзитетот во Индијана, иако не бил вклучен во студијата.
Законите на физиката предвидуваат дека за секоја честичка од регуларната материја, постои и античестичка. Така и за секој електрон со негативен набој, постои електрон со негативен набој. Тоа значи, дека за секој атом на водород, постои атом на антиводород и како што атомот се состои од електрон врзан со протон, антиводородот е составен од антиелектрон (односно, позитрон) врзан за антипротон.
Доколку античестичка дојде во допир со честичка од материја, тие меѓусебно ќе се поништат, ослободувајќи енергија во вид на светлост. Сепак, тој факт е доста загадочен и предизвикува главоболки за физичарите, за кои претставува проблем детектирањето на антиматерија во природата. Физичките модели сугерираат дека иста количина на материја и антиматерија е создадена при Големата Експлозија (Биг Бенг), но зошто тие не се анихилирале меѓусебно?
„Се случило нешто, некаква мала асиметрија која овозможила опстанок за одредено количество материја, но во моментов немаме добра идеја како тоа да се објасни,“ вели Џефри Хангст, дел од АЛФА експериментот при ЦЕРН. Но, тоа би можело наскоро и да се промени, бидејќи по прв пат научниците успеаа да ја измерат светлината која ја емитира атомот на антиводород при изложеност на ласер и ги споредили со светлината од атомот на водород.
Овој потфат претставува прва доволно долга контрола над атомот антиводород, да се измери однесувањето на атомот и спореди со водороден атом. „Се употребуваат ласери за да го набљудуваат процесот на транзиција во атомот антиводород и во споредба со водород ни овозможува да видиме дали се сочувани истите закони на физиката, што отсекогаш била клучна цел на сите истражувања на антиматеријата” вели Хангст во соопштението.
Бидејќи е невозможно да се најде честичка на антиводород во природата, иако водородот е најзастапениот елемент во вселената, научниците мора сами да произведуваат антиводородни атоми.
Тимот АЛФА, во текот на изминативе 20 години, најпрво открил начин како да произведат доволен број на антиводородни атоми во лабораторија. Потоа, овие античестички ги разбиваат со помош на ласер, како би предизвикале „скок“ на позитроните од пониско, кон повисоко ниво на енергија. Кога потоа позитронот природно ќе се врати на пониско ниво на енергија, тој емитува светлина која е можно да се измери.
Тимот открил дека атомот на антиводород емитува ист светлосен спектар како и обичниот водород, во исти услови. „Одамна се смета дека антиматеријата е идеален одраз на материјата, а ние собираме податоци кои укажуваат дека тоа е вистина,“ вели Тим Тарп, чен на АЛФА тимот.
Тие ќе имаат можност да тестираат разни спектри на емисија, со помош на различни врсти на ласери. Со тоа ќе се овозможи прилика и да се добие одговор на прашањето за разликите во материјата и антиматеријата при Големата Експлозија.
Истражувањето е објавено во списанието Nature.