Výzkum ukazuje, že geniální Albert Einstein měl ohledně antihmoty pravdu

Vědci však dělají důležité kroky k lepšímu pochopení antihmoty. Výzkumníci ve středu (27. září) uvedli, že poprvé prokázali, že antihmota reaguje na gravitaci stejným způsobem jako hmota: pádem. Úspěch experimentu opět posiluje obecnou teorii relativity Alberta Einsteina.

Výzkum ukazuje, že Albert Einstein využil fyzikální vlastnosti obrázku 1. — Simulace atomů antivodíku dopadajících do přístroje ALPHA-g v Evropském centru pro jaderný výzkum (CERN) v Ženevě ve Švýcarsku. Foto: Americká národní vědecká nadace

Jak víme, všechno, co vidíme, od planet, hvězd, pudlů až po lízátka, se skládá z běžné hmoty. Antihmota je naopak záhadným dvojčetem běžné hmoty, má stejnou hmotnost, ale opačný elektrický náboj.

Téměř všechny subatomární částice, jako jsou elektrony a protony, mají své protějšky z antihmoty. Zatímco elektrony mají záporný náboj, antielektrony, známé také jako pozitrony, mají kladný náboj. Podobně, zatímco protony mají kladný náboj, antiprotony mají záporný náboj.

Podle této teorie měl Velký třesk, který dal vzniknout vesmíru, vytvořit stejné množství hmoty a antihmoty. Zdá se však, že antihmoty je jen velmi málo – a na Zemi téměř žádná. Navíc jsou hmota a antihmota neslučitelné. Pokud se dostanou do kontaktu, explodují.

Experiment provedli v Evropském centru pro jaderný výzkum (CERN) ve Švýcarsku vědci z kolaborace Antihydrogen Laser Physics Facility (ALPHA). Zahrnoval antihmotový protějšek vodíku, nejlehčího prvku.

„Na Zemi vzniká většina přirozeně se vyskytující antihmoty z kosmického záření – energetických částic z vesmíru – které se srážejí s atomy ve vzduchu a vytvářejí páry hmota-antihmota,“ řekl fyzik Jonathan Wurtele z Kalifornské univerzity, spoluautor studie publikované v časopise Nature.

Tato nově vytvořená antihmota existuje pouze do chvíle, kdy narazí na atom normální hmoty v nižších vrstvách atmosféry. Antihmotu však lze syntetizovat za kontrolovaných podmínek, jako v experimentu ALPHA.

Antivodík byl obsažen ve válcové vakuové komoře a držen na místě magnetickým polem. Vědci ztlumili magnetické pole, aby uvolnili antihmotu a zjistili, zda se vlivem gravitace vzdálí. Za stejných podmínek se chovala stejně jako vodík.

„Tento výsledek byl předpovězen teorií a nepřímými experimenty… Žádná skupina však nikdy neprovedla přímý experiment, v němž by byla antihmota puštěna, aby se zjistilo, kterým směrem bude padat,“ řekl fyzik z Kalifornské univerzity v Berkeley a spoluautor studie Joel Fajans.

Když Einstein vyvinul svou obecnou teorii relativity – komplexní vysvětlení gravitace – považoval veškerou hmotu za ekvivalentní, což znamenalo, že antihmota bude reagovat stejně jako hmota. Antihmota byla oficiálně objevena až v roce 1932.

„Myslím, že je to důkaz síly obecné relativity a jejích ekvivalentních principů,“ řekl fyzik a spoluautor studie William Bertsche z Manchesterské univerzity ve Velké Británii, který experimenty v CERNu provedl.

Tím, že experiment prokázal, že antihmota a hmota jsou přitahovány gravitací, vyloučil možné vysvětlení předchozího nedostatku antihmoty: že byla odpuzována na druhou stranu Velkého třesku.

Nakonec fyzik Fajans dochází k poznámce: „Bez ohledu na to, jak dobrá je teorie, fyzika je stále experimentální věda.“

Hoang Hai (podle CERNu, UNSF, Reuters)

Zdroj