Forskning visar att geniet Albert Einstein hade rätt om antimateria

[annons_1]

Men forskare gör viktiga framsteg mot en bättre förståelse av antimateria. Forskare sade på onsdagen (27 september) att de för första gången har visat att antimateria reagerar på gravitationen på samma sätt som materia gör: genom att falla. Experimentets framgång stärker återigen Albert Einsteins allmänna relativitetsteori.

Forskning visar att Albert Einstein använde de fysikaliska egenskaperna i figur 1. — En simulering av antiväteatomer som faller in i ALPHA-g-instrumentet vid Europeiska centret för kärnforskning (CERN) i Genève, Schweiz. Foto: US National Science Foundation

Som vi vet består allt vi ser, från planeter, stjärnor, pudlar och klubbor, av vanlig materia. Antimateria är däremot den mystiska tvillingen till vanlig materia, med samma massa men motsatt elektrisk laddning.

Nästan alla subatomära partiklar, såsom elektroner och protoner, har antimateria-motsvarigheter. Medan elektroner har en negativ laddning, har antielektroner, även kända som positroner, en positiv laddning. På samma sätt, medan protoner har en positiv laddning, har antiprotoner en negativ laddning.

Enligt den teorin borde Big Bang, som startade universum, ha skapat lika stora mängder materia och antimateria. Det verkar dock finnas väldigt lite antimateria – och nästan ingen alls på jorden. Dessutom är materia och antimateria oförenliga. Om de kommer i kontakt med varandra exploderar de.

Experimentet utfördes vid European Centre for Nuclear Research (CERN) i Schweiz av forskare från samarbetet Antihydrogen Laser Physics Facility (ALPHA). Det involverade antimateria-motsvarigheten till väte, det lättaste grundämnet.

"På jorden skapas det mesta naturligt förekommande antimateria från kosmisk strålning – energiska partiklar från rymden – som kolliderar med atomer i luften och skapar materia-antimateria-par", säger fysikern Jonathan Wurtele vid University of California, medförfattare till studien som publicerades i tidskriften Nature.

Denna nyskapade antimateria existerar bara tills den träffar en atom av normal materia i den lägre atmosfären. Antimateria kan dock syntetiseras under kontrollerade förhållanden, som i ALPHA-experimentet.

Antiväteämnet hölls i en cylindrisk vakuumkammare och hölls på plats av ett magnetfält. Forskarna sänkte magnetfältet för att frigöra antimaterian och se om den skulle falla bort från gravitationen. Det betedde sig precis som väte under samma förhållanden.

"Detta resultat förutspåddes av teorin och indirekta experiment... Men ingen grupp hade någonsin gjort ett direkt experiment där antimateria släpptes för att se vilken riktning den skulle falla", säger UC Berkeley-fysikern och studiens medförfattare Joel Fajans.

När Einstein utvecklade sin allmänna relativitetsteori – en omfattande förklaring av gravitationen – behandlade han all materia som ekvivalent, vilket innebar att antimateria skulle reagera på samma sätt som materia. Antimateria upptäcktes inte officiellt förrän 1932.

"Jag tror att detta är ett bevis på kraften i den allmänna relativitetsteorin och dess motsvarande principer", säger fysikern och medförfattaren till studien William Bertsche vid University of Manchester i Storbritannien, som utförde experimenten vid CERN.

Genom att visa att antimateria och materia attraheras av gravitationen uteslöt experimentet en möjlig förklaring till den tidigare bristen på antimateria: att den stöttes tillbaka till andra sidan Big Bang.

Slutligen kommer fysikern Fajans till anmärkningen: ”Oavsett hur bra teorin är, är fysik fortfarande en experimentell vetenskap.”

Hoang Hai (enligt CERN, UNSF, Reuters)

[annons_2]
Källa