Физиците току-що счупиха нов рекорд за забавяне на антиматерията

Илюстрация на антиводороден атом в капана. (Чукман Со/ТРИУМФ)

В огледална Вселена, където времето тече назад, разменяйки материята за антиматерия трябва просто да ни направи пълен кръг и да възпроизведе реалността, с която всички сме запознати. Нашата Вселена и странната антиматерия Mirrorverse биха изглеждали идентични.

Но какво ще стане, ако не стане? Колкото и малко вероятно да е това в днешната физика, възможността може да отвори изцяло нов пейзаж за изследване на изследователите, което го прави въпрос, който си струва да отделим време.

За съжаление антиматерията не е най-лесното нещо за изучаване. Произвеждането му е трудно, склонно е да изчезне в облака гама лъчи, когато се срещне с обикновена материя, и дори когато съберете достатъчно, за да го изследвате, той се движи с главоломна скорост.

За някои изследвания, това не е непременно огромен проблем. Но ако искате, да речем, да измерите лекото привличане на гравитацията върху нейните малки частици, то наистина трябва да стои възможно най-неподвижно.

The АЛФА експеримент в Европейската организация за ядрени изследвания ( ЦЕРН ) имаработех по начинда натисне спирачките на частиците антиматерия от няколко години чрез интелигентно приложение на внимателно настроени лазери.

Тези експерименти най-накрая дадоха плод, като успешно забавиха антиводородните частици (антиматерията, двойник на водорода, най-лекият от всички елементи) от скоростта на състезател от Формула 1 до скоростта на кола, движеща се по крайградска улица.

Вече успяхме да донесемобикновена материя до виртуален застойчрез смесване и съпоставяне на различни методи, които извеждат енергия от непосредствената им среда. Забавянето на антиматерията е по-голямо предизвикателство, изискващи методи, които не включват нейното блъскане в частици материя, тъй като това би довело до нейното незабавно разпадане в светкавица от радиация.

Технологията за забавяне вече успя да забави цели атоми антиматерия от близка до светлинна скорост до нещо по-управляемо през последните десетилетия. Достатъчно е да позволим на физицитенаправете поне няколко теста, като например разкъсване на спектъра на антиводорода.

Досега резултатите от тези изследвания показват, че водородът и антиводородът са повече или по-малко идентични, освен техните обърнати заряди. Което наистина е малко разочароващо – всяка разлика може да ни каже защо едната форма на материя се е запазила над другатада създадем Вселенатавсички сме опознали и обичаме.

Все пак има малък шанс, че въпреки еднаквите маси, гравитацията може да обича едното малко повече от другото. Или може би някаква друга сила има фино влияние върху антиматерията по начини, за които все още не сме разбрали.

За да получим добра мярка за тези неща, трябва да забавим още повече антиматерията: процесът на ALPHA забавя антиатомите, като ги замеря с фотони по начин, който не ги раздвижва по невнимание в същото време.

Точно като обикновените водородни атоми, антиводородните атоми могат да абсорбират и разпръскват фотони, за да загубят или наберат инерция. Този ефект възниква само ако светлината е с правилната честота. Твърде високи или твърде ниски, светлинните вълни ще преминат точно покрай тях.

Изследователите са настроили лазерите точно така, че да вземат предвид скоростта на антиводорода, който се втурва към източника, гарантирайки, че фотоните са на перфектната честота, когато се срещат. След около дузина сблъсъци, частица, движеща се с около 300 километра (малко над 180 мили) в час, може да бъде забавена до под 50 километра (около 30 мили) в час.

Обратно, частиците, които се отдалечават от лазера, са невидими за неговата относителна честота, като се избягва ускоряващ ритник в дупето.

„С тази техника можем да отговорим на дългогодишни мистерии като: „Как антиматерията реагира на гравитацията? Може ли антиматерията да ни помогне да разберем симетриите във физиката?“ казва Такамаса Момосе, физик от Университета на Британска Колумбия и един от канадския екип на ALPHA.

„Тези отговори могат фундаментално да променят нашето разбиране за нашата Вселена.“

Ще трябва да изчакаме още малко, преди да видим резултатите от подобни експерименти, и да се подготвим за възможността, че дори при спокойна разходка тайните на антиматерията ще бъдат трудни за разкриване.

Но може би, просто може би, това е начинът, по който надникваме в онази огледална, обърната във времето анти-Вселена, която изглежда много по-чужда, отколкото най-добрите ни теории в момента си представят.

Това изследване е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.