Fyzici vykonali prvé presné merania toho, ako svetlo interaguje s časticami antihmoty, a nezistili významné rozdiely v správaní v porovnaní s bežnou hmotou, čo vedcov opäť prinútilo premýšľať o tom, prečo vesmír existuje. Ich zistenia boli uverejnené v časopise Nature.
„Toto sú prvé skutočné spektroskopické merania vlastností antihmoty získanej pomocou laserov. Mimoriadne vysoká presnosť našich najnovších meraní bola pre náš tím veľkým úspechom. Tento cieľ sa snažíme dosiahnuť už 30 rokov a konečne sa nám tento sen podarilo zrealizovať, “uviedol Jeffrey Hangst, oficiálny zástupca spolupráce ALPHA.
Podľa vedcov dnes, v prvých chvíľach po Veľkom tresku, sa objavilo rovnaké množstvo hmoty a antihmoty. Zároveň štandardný fyzikálny model hovorí, že vlastnosti častíc antihmoty odrážajú vlastnosti ich dvojčiat, s výnimkou náboja. Inými slovami, chemické a fyzikálne vlastnosti atómov antihmoty a hmoty musia byť rovnaké.
Pretože hmota a antihmota sa zničia pri zrážke, počas zrodu vesmíru sa ich častice museli navzájom ničiť, čím zbavujú vesmír všetky rezervy hmoty i antihmoty. Preto vyvstáva otázka - kde antihmota „zmizla“a prečo existuje vesmír.
Predpokladá sa, že jedným z dôvodov „asymetrie hmoty“môže byť existencia malých, ale pomerne významných rozdielov v štruktúre a vlastnostiach častíc antihmoty. V posledných rokoch fyzici našli niekoľko náznakov, že také rozdiely, napríklad v množstvách protónov a antiprotónov, stále existujú, ale ich presná zmena je brzdená nízkou presnosťou nástrojov a mikroskopickou mierou tejto asymetrie.
Angst a jeho kolegovia sa už mnoho rokov snažia nájsť náznaky rozdielov vo vlastnostiach hmoty a antihmoty pomocou zariadenia ALPHA-2, špeciálnej pasce pre pozitróny a antiprotóny, ktorá ich núti kombinovať a tvoriť jednotlivé atómy antihmoty. V dôsledku absolútnej izolácie môžu atómy antihmoty v tejto pasci existovať niekoľko dní bez toho, aby sa rozpadli alebo zničili.
Tím ALPHA sa už dlho snaží merať spektrum antihydrogénnych atómov, ktorých porovnanie s podobnými údajmi o vodíku ukáže, či svetlo interaguje rovnakým spôsobom s dvoma formami hmoty a či existujú aj najmenšie rozdiely v hmotnosti ich častíc.
Prvé výsledky tohto druhu sa získali pred šiestimi a dvoma rokmi, ale tieto merania neboli presné vzhľadom na to, že sa nevykonávali priamo, ale nepriamo, pozorujúc následky kolízie častíc antihmoty a látky. Vedci boli nútení konať týmto spôsobom kvôli skutočnosti, že ich bolo príliš málo. Tým sa zabránilo hľadaniu možných stôp po „novej fyzike“a riešeniu záhady zmiznutia antihmoty.
Propagačné video:
Angst a jeho kolegovia boli schopní vyriešiť tento problém úpravou štruktúry pasce takým spôsobom, že im umožnili ožarovať antihydrogén siedmimi typmi laserových lúčov naraz. Kombináciou obrázkov získaných pri takomto "ostreľovaní" vedci dokázali zvýšiť presnosť merania 100-krát a dosiahnuť úroveň chýb, ktorá nepresahuje dve časti na trilión. To je iba o tri rády menej ako presnosť dosiahnutá pri „vystrelení“vodíka.
Ako v posledných dvoch časoch, spektrá hmoty a antihmoty sa úplne zhodovali, čo naznačuje, že interagujú so svetlom rovnakým spôsobom a pravdepodobne majú rovnakú hmotnosť. V spojení s ďalšími nedávnymi meraniami ďalších vlastností antiprotónov tento objav spôsobuje vedcom čoraz viac pochybností o tom, kde sa rozdiel medzi hmotou a antihmotou „skrýva“.
Prvé odpovede na tieto otázky, ako dúfa Angst a jeho kolegovia, sa dostanú veľmi skoro po modernizácii a rozšírení ALPHA-2, čo zvýši presnosť meraní spektra o niekoľko rádov a priblíži sa k vyriešeniu záhad existencie vesmíru.