Penyelidikan menunjukkan genius Albert Einstein betul tentang antimateri

Tetapi saintis membuat langkah penting ke arah pemahaman yang lebih baik tentang antimateri. Penyelidik berkata pada hari Rabu (27 September) bahawa mereka telah menunjukkan buat kali pertama bahawa antijirim bertindak balas terhadap graviti dengan cara yang sama jirim: dengan jatuh. Kejayaan eksperimen sekali lagi mengukuhkan teori relativiti umum Albert Einstein.

Penyelidikan menunjukkan bahawa Albert Einstein menggunakan sifat fizikal rajah 1. — Simulasi atom antihidrogen yang jatuh ke dalam instrumen ALPHA-g di Pusat Penyelidikan Nuklear Eropah (CERN) di Geneva, Switzerland. Foto: Yayasan Sains Kebangsaan AS

Seperti yang kita tahu, semua yang kita lihat, dari planet, bintang, pudel dan lolipop, terdiri daripada bahan biasa. Sementara itu, antijirim ialah kembar misteri jirim biasa, mempunyai jisim yang sama tetapi cas elektrik yang bertentangan.

Hampir semua zarah subatom, seperti elektron dan proton, mempunyai rakan anti-jirim. Walaupun elektron mempunyai cas negatif, anti-elektron, juga dikenali sebagai positron, mempunyai cas positif. Begitu juga, sementara proton mempunyai cas positif, anti-proton mempunyai cas negatif.

Menurut teori itu, Big Bang yang memulakan alam semesta sepatutnya mencipta jumlah jirim dan antijirim yang sama. Walau bagaimanapun, nampaknya terdapat sangat sedikit antimateri-dan hampir tiada di Bumi. Apatah lagi, jirim dan antijirim tidak serasi. Jika mereka bersentuhan, mereka meletup.

Eksperimen itu dijalankan di Pusat Penyelidikan Nuklear Eropah (CERN) di Switzerland oleh penyelidik dari kerjasama Antihydrogen Laser Physics Facility (ALPHA). Ia melibatkan rakan antimateri hidrogen, unsur paling ringan.

"Di Bumi, kebanyakan antimateri yang berlaku secara semula jadi dicipta daripada sinar kosmik - zarah bertenaga dari angkasa - berlanggar dengan atom di udara dan mencipta pasangan jirim-antimatter," kata ahli fizik Jonathan Wurtele dari University of California, pengarang bersama kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature.

Antijirim yang baru dicipta ini hanya wujud sehingga ia mencecah atom jirim normal di atmosfera yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, antijirim boleh disintesis di bawah keadaan terkawal, seperti dalam eksperimen ALPHA.

Antihidrogen itu terkandung dalam kebuk vakum silinder dan dipegang di tempatnya oleh medan magnet. Para penyelidik menolak medan magnet untuk melepaskan antijirim untuk melihat sama ada ia akan jatuh dari graviti. Ia berkelakuan seperti hidrogen dalam keadaan yang sama.

"Keputusan ini telah diramalkan oleh teori dan eksperimen tidak langsung... Tetapi tiada kumpulan pernah melakukan eksperimen langsung di mana antijirim dijatuhkan untuk melihat arah mana ia akan jatuh," kata ahli fizik UC Berkeley dan pengarang bersama kajian Joel Fajans.

Apabila Einstein mengembangkan teori relativiti amnya - penjelasan menyeluruh tentang graviti - dia menganggap semua jirim sebagai setara, bermakna antijirim akan bertindak balas dengan cara yang sama seperti jirim. Antimatter tidak ditemui secara rasmi sehingga 1932.

"Saya fikir ini adalah bukti kuasa relativiti am dan prinsip yang setara," kata ahli fizik dan pengarang bersama kajian William Bertsche dari Universiti Manchester di UK, yang melakukan eksperimen di CERN.

Dengan menunjukkan bahawa antijirim dan jirim ditarik oleh graviti, eksperimen itu menolak penjelasan yang mungkin untuk kekurangan antijirim sebelum ini: bahawa ia telah ditolak ke sisi lain Big Bang.

Akhirnya, ahli fizik Fajans berkata: "Tidak kira betapa bagusnya teori itu, fizik tetap sains eksperimen."

Hoang Hai (menurut CERN, UNSF, Reuters)

Sumber