Antiaine kontseptsioon on ulmefänne rõõmustanud juba aastaid, kuid see esitab ka füüsikutele tõelise küsimuse. Matemaatiliselt on loogiline, et meie universumi igat tüüpi osakeste jaoks on olemas vastav antiosake, mis on sama, kuid vastupidise laenguga — nii et näiteks elektronile vastamiseks peaks olema antielektron, mida tuntakse ka positroni nime all. Kui antiaine ja mateeria kokku puutuvad, hävitavad nad mõlemad energiasähvatuses.
Kui Suur Pauk juhtus, oleks see pidanud tekitama võrdses koguses nii ainet kui ka antiaine. Ja ometi on ainet kõikjal ja meie universumis pole tänapäeval peaaegu üldse antiainet. Miks nii?
Soovitatavad videod
CERNi uus eksperiment, Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon, on seda küsimust käsitlenud, uurides, kuidas mateeria ja antiaine võivad Maa gravitatsiooniväljale erinevalt reageerida. Füüsikud arvavad, et antiaine võib langeda erineva kiirusega kui aine, mis aitaks selgitada, miks see on vähem levinud. Kuid selle testimiseks peavad nad looma antiaineosakesi nagu
positrooniumi aatomid. Need on ühe elektroni ja ühe positroni paarid, kuid nad elavad vaid murdosa sekundist – täpsemalt 142 nanosekundit –, seega pole nendega katsete tegemiseks piisavalt aega.CERNi läbimurre seisneb positooniumi aatomite loomises, mis kestavad palju kauem – igaüks 1140 nanosekundit. Samuti on nad suutnud jälgida loodud positrooniumi aatomite kiirust, jälgides, et need liiguvad kiirusega 70–120 kilomeetrit sekundis, mis teeb nendega katsetamise lihtsamaks. Nad saavutasid selle suurepärase kõlaga „positron-positronium-muunduri” abil, mis saadab välja ultraviolettlaseri sähvatuse, et anda positronitele rohkem energiat, et nad saaksid kauem elada.
Lõpuks saavad teadlased neid pikemaealisi positrooniumiaatomeid katsetes kasutada, et näha, kuidas nad gravitatsioonile reageerivad, kuid esmalt peavad nad kontrollima, kas nende loodud aatomid on elektriliselt neutraalsed. Õnneks saab seda teha ilma rakendust kasutamata CERNi kiirendi mis on praegu kaheaastase uuendusprogrammi tõttu suletud. Enamik CERN-i katseid nõuab prootonikiire loomiseks kiirendi kasutamist, kuid see positrooniumikatse võib toimuda isegi seiskamisperioodil.
Tulemused avaldatakse ajakirjas Füüsiline ülevaade A.
Toimetajate soovitused
- ISS saab uue riistvara universumi lahedama katse jaoks
- Uued CERNi katsed uurivad mõistatuslikke küsimusi antiaine kohta
Uuendage oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.
