Fizičari su izvršili prva točna mjerenja kako svjetlost u interakciji djeluje s česticama antimaterije i nisu ustanovili značajne razlike u njenom ponašanju u usporedbi s običnom materijom, što je još jednom natjeralo znanstvenike da se zapitaju zašto svemir postoji. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Nature.
Ovo su prva stvarna spektroskopska mjerenja svojstava antimaterije dobivenih laserima. Ultra visoka preciznost naših najnovijih mjerenja veliko je postignuće za naš tim. Već 30 godina pokušavamo dostići tu prekretnicu i konačno smo uspjeli ostvariti taj san “, rekao je Jeffrey Hangst, službeni predstavnik suradnje u ALPHA-i.
Prema današnjim znanstvenicima, u prvim trenucima nakon Velikog praska pojavila se jednaka količina materije i antimaterije. Istodobno, standardni model fizike kaže da svojstva antimaterijskih čestica odražavaju karakteristike njihovih blizanaca, s izuzetkom naboja. Drugim riječima, kemijska i fizikalna svojstva atoma antimaterije i materije moraju biti identična.
Budući da se materija i antimaterija uništavaju nakon sudara, tijekom rođenja Svemira njihove su čestice morale uništiti jedna drugu, uskraćujući svemiru sve rezerve materije i antimaterije. Stoga se postavlja pitanje - gdje je antimaterija "nestala" i zašto Svemir postoji.
Vjeruje se da jedan od razloga "asimetrije materije" može biti u postojanju malih, ali prilično značajnih razlika u strukturi i svojstvima čestica antimaterije. Posljednjih godina fizičari su otkrili nekoliko nagovještaja da takve razlike, na primjer, u masi protona i antiprotona, još uvijek postoje, ali njihovu točnu promjenu koči mala preciznost instrumenata i mikroskopska ljestvica ove asimetrije.
Angst i njegovi kolege već dugi niz godina pokušavaju pronaći naznake razlike u svojstvima materije i antimaterije pomoću uređaja ALPHA-2, posebne zamke za pozitrone i antiprotone, prisiljavajući ih da se kombiniraju i tvore pojedinačne atome antimaterije. Zbog apsolutne izolacije, atomi antimaterije mogu postojati u toj zamci nekoliko dana bez propadanja ili uništavanja.
ALPHA tim već dugo pokušava izmjeriti spektar antihidrogenskih atoma, čija će usporedba sa sličnim podacima za vodik pokazati da li svjetlost djeluje na isti način s dva oblika materije i postoje li i najmanje razlike u masi njihovih čestica.
Prvi rezultati ove vrste dobiveni su prije šest i dvije godine, ali ta mjerenja nisu bila točna zbog činjenice da nisu izvedena izravno, već neizravno, promatrajući posljedice sudara čestica antimaterije i materije. Znanstvenici su bili prisiljeni postupiti na taj način zbog činjenice da ima premalo atoma vodika. To je spriječilo potragu za mogućim tragovima „nove fizike“i rješenje misterije nestanka antimaterije.
Promotivni video:
Angst i njegovi kolege uspjeli su riješiti taj problem izmijenivši strukturu zamke na takav način da im je omogućilo zračenje antihidrogena sa sedam vrsta laserskih zraka odjednom. Kombinacijom slika dobivenih tijekom takvog "granatiranja", znanstvenici su uspjeli povećati točnost mjerenja 100 puta i postići razinu pogreške koja ne prelazi dva dijela na trilijun. Ovo je samo tri reda veličine manje od točnosti postignute prilikom "ispaljivanja" vodika.
Kao i posljednja dva puta, spektri materije i antimaterije potpuno su se poklopili, što upućuje na to da oni djeluju sa svjetlošću na isti način i, pretpostavljaju, imaju identičnu masu. Zajedno s nedavnim mjerenjima drugih svojstava antiprotona, ovo otkriće natjera znanstvenike da se sve više pitaju gdje se "skriva" razlika između materije i antimaterije.
Prvi odgovori na ta pitanja, kako se nadaju Angst i njegovi kolege, dobiti će se vrlo brzo, kada se ALPHA-2 modernizira i proširi, što će povećati točnost mjerenja spektra za nekoliko reda veličine i približiti se rješavanju misterije postojanja Svemira.