Физики впервые измерили атом антивещества

Ученые впервые смогли провести ряд измерений в отношении атома, состоящего из антиматерии. Подобные измерения хотя и не являются очень точными, все-таки представляют собой значительный шаг вперед в деле детального исследования антиматерии в целом. В свою очередь, изучения антиматерии позволят понять, почему видимая нам Вселенная состоит из традиционного вещества, тогда как антиматерия постоянно ускользает из рук ученых.

Предполагается, что все материальные частицы имеют партнеров из антивещества с той же массой, но противоположным зарядом. Когда эти частицы встречаются, они уничтожают друг друга, преобразуясь в чистую энергию. Ученые полагают, что сразу после Большого Взрыва Вселенная содержала равное количество частиц и античастиц, однако вскоре некоторая часть антиматерии почему-то исчезла, дав приоритет обычному веществу, из которого в будущем и появились галактики, звезды и планеты, существующие и по сей день.

В прежних исследованиях, проведенных в швейцарском институте ЦЕРН, физикам успешно удалось захватить атомы так называемого антиводорода и удерживать их на протяжении нескольких минут за счет магнитных полей. Антиводород представляет собой обратный аналог водорода - простейшего из существующих атомов. Если атом водорода состоит из протона и одного электрона, то атом антиводорода состоит из антипротона и позитрона (антиэлектрона).

В новых работах ученым удалось установить, что они могут использовать луч микроволнового света определенной частоты для исследований антиводорода, в частности, для исследований его спина. В результате микроволнового воздействия физикам даже удалось изменить спин (вращение) позитрона вокруг антипротона, что привело к изменению магнитной ориентации, а также к тому, что созданная ранее магнитная ловушка перестала работать для антиводорода.

По словам ученых, антиатом может свободно преодолевать границы ловушки, созданной из обычной материи. Исследователи говорят, что о наличии антиатома можно судить по тому, что при достижении границ ловушки, из "стены" ловушки уничтожался один обычный атом, который в паре с антиатомом аннигилировал, превращаясь в чистую энергию. Созданную "энергетическую подпись" специалисты могут свободно исследовать, определяя по ней те или иные особенности антиатомов.

"Мы впервые в истории провели исследования антивещества и измерили его заряд и энергию. Конечно, по уровню точности исследований с обычной материей такие исследования не могут соперничать, но так или иначе, измерения в области антиатомов - это совершенно новая стадия развития науки", - говорит Джефри Хангст, физик из Университета Орхус в Дании. По его словам, работали с антиводородом на детекторе ALPHA, работающем на Большом адронном коллайдере.

Ученый говорит, что исследование антивещества, как оказывается, можно проводить при помощи спектроскопии, позволяющей воздействовать на атом светом определенной частоты и длины волны.

"Сейчас мы уже не говорим о природе антивещества как такового, мы уже изучаем ее и достигли в этой сфере определенных успехов", - говорит он.

Вся современная физика полагается на фундаментальную теорию - Стандартную модель, согласно которой во Вселенной должно быть равное количество атомов и антиатомов водорода, как самого первого вещества. Нам предстоит точно измерить спектр водорода и антиводорода, чтобы сравнить два этих элемента между собой.

"Мы смотрим на самые малые различия, проявляющиеся в природе двух элементов. Мы понимаем, что что-то пропустили, поэтому пока не можем понять все, что касается антивещества и не в состоянии понять все, что произошло сразу после Большого Взрыва", - говорит Хангст.

Сейчас единственное объяснение тому, что материя превалирует над антиматерией заключается в предположении о различной скорости распада атомов и антиатомов во Вселенной.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: