Käsite antimateriaalista on ilahduttanut scifi-faneja vuosia, mutta se asettaa myös todellisen kysymyksen fyysikoille. Matemaattisesti on järkevää, että jokaiselle hiukkastyypille universumissamme on vastaava antihiukkanen, joka on sama, mutta päinvastaisella varauksella - joten esimerkiksi elektronin vastaamiseksi pitäisi olla antielektroni, joka tunnetaan myös nimellä positron. Kun antimateriaali ja aine joutuvat kosketuksiin, ne molemmat tuhoavat toisensa energian välähdyksessä.
Kun alkuräjähdys tapahtui, sen olisi pitänyt luoda yhtä suuret määrät sekä ainetta että antimateriaa. Ja silti ainetta on kaikkialla, eikä universumissamme ole nykyään juurikaan antimateriaa. Miksi niin?
Suositellut videot
CERNin uusi kokeilu, Euroopan ydintutkimusjärjestö, on käsitellyt kysymystä tarkastelemalla, kuinka aine ja antimateriaali voivat reagoida eri tavalla Maan gravitaatiokenttään. Fyysikot ajattelevat, että antiaine voi pudota eri nopeudella kuin aine, mikä auttaisi selittämään, miksi se on vähemmän yleistä. Mutta tämän testaamiseksi heidän on luotava antimateriaalihiukkasia, kuten
positroniumatomit. Nämä ovat yhden elektronin ja yhden positronin pareja, mutta ne elävät vain sekunnin murto-osan - tarkalleen 142 nanosekuntia - joten aika ei riitä kokeiden suorittamiseen niillä.CERNin läpimurto on luoda positroniumatomeja, jotka kestävät paljon pidempään – kukin 1140 nanosekuntia. He ovat myös pystyneet seuraamaan luotujen positroniumatomien nopeutta ja havaitsevat, että ne liikkuvat 70-120 kilometriä sekunnissa, mikä tekee niistä helpompaa. He saavuttivat tämän käyttämällä ihastuttavalta kuulostavaa "positronista positroniumiksi muuntajaa", joka lähettää ultraviolettilaserin salaman antamaan positroneille enemmän energiaa, jotta ne elävät pidempään.
Lopulta tiedemiehet voivat käyttää näitä pitkäikäisiä positroniumatomeja kokeissa nähdäkseen, kuinka ne reagoivat painovoimaan, mutta ensin heidän on tarkistettava, ovatko heidän luomansa atomit sähköisesti neutraaleja. Onneksi tämä voidaan tehdä ilman käyttöä CERN-kiihdytin joka on tällä hetkellä suljettuna kahden vuoden päivitysohjelman vuoksi. Useimmat CERNin kokeet edellyttävät kiihdytintä protoninsäteen luomiseksi, mutta tämä positroniumkoe voi jatkua jopa sammutusjakson aikana.
Tulokset on julkaistu lehdessä Fyysinen arvostelu A.
Toimittajien suositukset
- ISS saa uutta laitteistoa maailmankaikkeuden siisteimpään kokeeseen
- Uudet CERN-kokeet tutkivat hämmentäviä kysymyksiä antimateriaalista
Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.
