Forskning viser at geniet Albert Einstein hadde rett om antimaterie

[annonse_1]

Men forskere gjør viktige fremskritt mot en bedre forståelse av antimaterie. Forskere sa onsdag (27. september) at de for første gang har vist at antimaterie reagerer på tyngdekraften på samme måte som materie gjør: ved å falle. Eksperimentets suksess styrker nok en gang Albert Einsteins generelle relativitetsteori.

Forskning viser at Albert Einstein brukte de fysiske egenskapene i figur 1. — En simulering av antihydrogenatomer som faller inn i ALPHA-g-instrumentet ved Det europeiske senteret for kjerneforskning (CERN) i Genève, Sveits. Foto: US National Science Foundation

Som vi vet, er alt vi ser, fra planeter, stjerner, pudler og kjærligheter på pinne, laget av vanlig materie. Antimaterie er derimot den mystiske tvillingen til vanlig materie, med samme masse, men motsatt elektrisk ladning.

Nesten alle subatomære partikler, som elektroner og protoner, har antistoffmotparter. Mens elektroner har en negativ ladning, har antielektroner, også kjent som positroner, en positiv ladning. På samme måte, mens protoner har en positiv ladning, har antiprotoner en negativ ladning.

Ifølge denne teorien skulle Big Bang, som startet universet, ha skapt like store mengder materie og antimaterie. Det ser imidlertid ut til å være svært lite antimaterie – og nesten ingenting på jorden. Dessuten er materie og antimaterie uforenlige. Hvis de kommer i kontakt med hverandre, eksploderer de.

Eksperimentet ble utført ved Det europeiske senteret for kjernefysisk forskning (CERN) i Sveits av forskere fra samarbeidet Antihydrogen Laser Physics Facility (ALPHA). Det involverte antimaterie-motparten til hydrogen, det letteste grunnstoffet.

«På jorden dannes det meste av naturlig forekommende antimaterie fra kosmiske stråler – energiske partikler fra verdensrommet – som kolliderer med atomer i luften og skaper materie-antimaterie-par», sa fysiker Jonathan Wurtele ved University of California, medforfatter av studien publisert i tidsskriftet Nature.

Denne nyopprettede antimaterien eksisterer bare inntil den treffer et atom av normal materie i den nedre atmosfæren. Antimaterien kan imidlertid syntetiseres under kontrollerte forhold, som i ALPHA-eksperimentet.

Antihydrogenet var oppbevart i et sylindrisk vakuumkammer og holdt på plass av et magnetfelt. Forskerne dempet magnetfeltet for å frigjøre antimaterien for å se om den ville falle bort fra tyngdekraften. Den oppførte seg akkurat som hydrogen under de samme forholdene.

«Dette resultatet ble forutsagt av teori og indirekte eksperimenter ... Men ingen gruppe hadde noen gang utført et direkte eksperiment der antimaterie ble sluppet for å se hvilken retning den ville falle», sa fysiker og medforfatter av studien ved UC Berkeley, Joel Fajans.

Da Einstein utviklet sin generelle relativitetsteori – en omfattende forklaring på gravitasjon – behandlet han all materie som likeverdig, noe som betydde at antimaterie ville reagere på samme måte som materie. Antimaterie ble ikke offisielt oppdaget før i 1932.

«Jeg tror dette er et bevis på kraften i generell relativitetsteori og dens tilsvarende prinsipper», sa fysiker og medforfatter av studien William Bertsche ved University of Manchester i Storbritannia, som utførte eksperimentene ved CERN.

Ved å demonstrere at antimaterie og materie tiltrekkes av tyngdekraften, utelukket eksperimentet en mulig forklaring på den tidligere mangelen på antimaterie: at den ble frastøtt til den andre siden av Big Bang.

Til slutt kommer fysikeren Fajans til bemerkningen: «Uansett hvor god teorien er, er fysikk fortsatt en eksperimentell vitenskap.»

Hoang Hai (ifølge CERN, UNSF, Reuters)

[annonse_2]
Kilde