Badania pokazują, że genialny Albert Einstein miał rację co do antymaterii

[reklama_1]

Naukowcy poczynili jednak istotne postępy w lepszym zrozumieniu antymaterii. W środę (27 września) naukowcy ogłosili, że po raz pierwszy wykazali, że antymateria reaguje na grawitację w ten sam sposób, co materia: spadając. Sukces eksperymentu po raz kolejny wzmacnia ogólną teorię względności Alberta Einsteina.

Badania pokazują, że Albert Einstein wykorzystał właściwości fizyczne przedstawione na rysunku 1. — Symulacja atomów antywodoru wpadających do instrumentu ALPHA-g w Europejskim Centrum Badań Jądrowych (CERN) w Genewie w Szwajcarii. Zdjęcie: US National Science Foundation

Jak wiemy, wszystko, co widzimy – planety, gwiazdy, pudle i lizaki – składa się ze zwykłej materii. Tymczasem antymateria to tajemniczy bliźniak zwykłej materii, mający tę samą masę, ale przeciwny ładunek elektryczny.

Prawie wszystkie cząstki subatomowe, takie jak elektrony i protony, mają swoje odpowiedniki w antymaterii. Podczas gdy elektrony mają ładunek ujemny, antyelektrony, znane również jako pozytony, mają ładunek dodatni. Podobnie, podczas gdy protony mają ładunek dodatni, antyprotony mają ładunek ujemny.

Zgodnie z tą teorią, Wielki Wybuch, który zapoczątkował wszechświat, powinien stworzyć równe ilości materii i antymaterii. Jednak antymaterii wydaje się być bardzo mało – a na Ziemi prawie jej nie ma. Co więcej, materia i antymateria są ze sobą niekompatybilne. Jeśli się zetkną, eksplodują.

Eksperyment został przeprowadzony w Europejskim Centrum Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii przez naukowców z kolaboracji Antihydrogen Laser Physics Facility (ALPHA). Wykorzystano w nim antymaterialny odpowiednik wodoru, najlżejszego pierwiastka.

„Na Ziemi większość naturalnie występującej antymaterii powstaje w wyniku zderzeń promieni kosmicznych – energetycznych cząstek z kosmosu – z atomami w powietrzu, które tworzą pary materia-antymateria” – powiedział fizyk Jonathan Wurtele z Uniwersytetu Kalifornijskiego, współautor badania opublikowanego w czasopiśmie Nature.

Ta nowo utworzona antymateria istnieje tylko do momentu zderzenia z atomem zwykłej materii w niższych warstwach atmosfery. Jednak antymaterię można syntetyzować w kontrolowanych warunkach, jak w eksperymencie ALPHA.

Antywodór znajdował się w cylindrycznej komorze próżniowej i był utrzymywany w miejscu przez pole magnetyczne. Naukowcy zmniejszyli pole magnetyczne, aby uwolnić antymaterię i sprawdzić, czy opadnie ona pod wpływem grawitacji. Zachowywała się ona dokładnie tak samo jak wodór w tych samych warunkach.

„Ten wynik został przewidziany przez teorię i pośrednie eksperymenty… Jednak żadna grupa nigdy nie przeprowadziła bezpośredniego eksperymentu, w którym zrzucano antymaterię, aby sprawdzić, w którą stronę spadnie” – powiedział Joel Fajans, fizyk z UC Berkeley i współautor badania.

Kiedy Einstein opracował swoją ogólną teorię względności – kompleksowe wyjaśnienie grawitacji – potraktował całą materię jako równoważną, co oznaczało, że antymateria będzie reagować tak samo jak materia. Oficjalne odkrycie antymaterii nastąpiło dopiero w 1932 roku.

„Myślę, że to dowód potęgi ogólnej teorii względności i równoważnych jej zasad” – powiedział fizyk i współautor badania William Bertsche z Uniwersytetu w Manchesterze w Wielkiej Brytanii, który przeprowadził eksperymenty w CERN.

Wykazując, że antymateria i materia są przyciągane przez grawitację, eksperyment wykluczył możliwe wyjaśnienie wcześniejszego niedoboru antymaterii, polegające na jej odpychaniu na drugą stronę Wielkiego Wybuchu.

Komentarz (0)