Mokslininkai pirmą kartą išmatavo atomą, sudarytą iš antimedžiagos, praneša LiveScience.com.
Šis matavimas, nors ir nelabai tikslus, – pirmas žingsnis bandant nuodugniai ištirti antimedžiagos atomus. Tai būtina norint suprasti, kodėl visata susideda iš medžiagos, o ne iš antimedžiagos.
Manoma, kad visos medžiagos dalelės turi partneres iš antimedžiagos, kurių masė vienoda, bet krūvis – priešingas. Kai šios dalelės susitinka, jos viena kitą panaikina ir tampa gryna energija.
Mokslininkai mano, kad netrukus po Didžiojo sprogimo, kuris prieš 13,7 mlrd. metų davė pradžią kosmosui, visatoje buvo po lygiai medžiagos ir antimedžiagos. Vėliau didžioji medžiagos ir antimedžiagos dalis viena kitą sunaikino, tačiau medžiagos liko daugiau. Iš jos susiformavo žvaigždės ir galaktikos.
Kodėl medžiaga laimėjo šią kosminę dvikovą, vis dar nežinoma.
Ankstesniame tyrime Šveicarijos CERN laboratorijos fizikams, naudojant magnetinius laukus, pavyko kelioms minutėms sugauti antivandenilio atomus ir išlaikyti juos viename taške.
Antivandenilio atomas – vandenilio, paprasčiausio elemento, analogas. Vandenilis susideda iš vieno protono ir vieno elektrono, o antivandenilis – iš vieno antiprotono ir vieno pozitrono (elektrono partnerio iš antimedžiagos).
Naujajame tyrime fizikai tam tikro dažnio mikrobangų šviesa apšvietė antivandenilio atomą, apversdami jo sukimąsi. Dėl to pasikeičia magnetinė dalelės orientacija, todėl magnetiniai spąstai, kurie ją laikė, nebeveikia. Antiatomas vėl gali laisvai skrieti ir trankytis į spąstų sieneles, kurios sudarytos iš medžiagos. Kai jis susiduria su atomu sienelėje, antiatomas ir atomas panaikinamas, o liekančią žymę fizikai gali aptikti.
„Atlikome matavimą. Tikslumo prasme jis negali varžytis su medžiaga, tačiau jis yra vienintelis, atliktas su antimedžiaga“, – teigė Jeffrey Hangstas iš Danijos Aarhuso universiteto, CERN laboratorijos ALPHA eksperimento atstovas.
Eksperimentas įrodo, kad įmanoma pakeisti antiatomo vidines savybes, jį apšviečiant. Tai pirmas žingsnis pritaikant detalų matavimo metodą, vadinamą spektroskopija. Tam naudojama labai tikslaus dažnio šviesa, galinti sužadinti antiatomo pozitroną, kad jis pasiektų aukštesnį energijos lygį arba orbitą. Po to, kai sužadintas pozitronas peršoka į aukštesnę orbitą, jis grįžta atgal ir šviesos pavidalu išskiria papildomą energiją. Tuomet mokslininkai galėtų išmatuoti tos šviesos dažnį.
„Dabar galėsime imtis antimedžiagos spektroskopijos. Judėsime pirmyn, ir duomenys bus vis tikslesni“, – teigė J. Hangstas.
Geriausia dabar egzistuojanti dalelių fizikos teorija vadinama Standartiniu modeliu. Ji numato, kad vandenilio ir antivandenilio spektras yra identiškas. Tačiau mokslininkai turi išmatuoti tikrąjį antivandenilio spektrą ir juos palyginti, kad įsitikintų, ar teorija teisinga.
„Ieškome labai mažų pokyčių, kurie pasireiškia kitokioje, naujoje fizikoje“, – teigė J. Hangstas.
Jeigu mokslininkai juos aptiks, jie bus žingsniu arčiau bandydami rasti atsakymą į vieną didžiausių kosminių paslapčių.
„Žinome, kad kažko trūksta. Žinome, kad apie antimedžiagą suprantame ne viską, nes negalime paaiškinti, kas jai nutiko po Didžiojo sprogimo“, – kalbėjo mokslininkas.
Fizikai spėja, kad dvi dalelės elgiasi šiek tiek skirtingai, pavyzdžiui, suyra skirtingu dažniu.
