Naujausi tyrimai, liudijantys, kad sunkiai suprantama antimaterija, užuot sklendusi kosmose, krenta žemyn, dar kartą įrodo, kad Albertas Einšteinas buvo teisus. Pasak CERN, šios išvados yra svarbus antimaterijos savybių ir elgsenos tyrimo etapas. Naujausi tyrimai, liudijantys, kad sunkiai suprantama antimaterija, užuot sklendusi kosmose, krenta žemyn, dar kartą įrodo, kad Albertas Einšteinas buvo teisus. Pasak CERN, šios išvados yra svarbus antimaterijos savybių ir elgsenos tyrimo etapas.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kas yra materija ir antimaterija?
Pasak BBC, viskas mūsų pasaulyje sudaryta iš materijos, iš mažų dalelių, vadinamų atomais.
Paprasčiausias atomas yra vandenilis. Iš jo daugiausia sudaryta Saulė. Vandenilio atomas susideda iš teigiamai įkrauto protono viduryje ir aplink jį skriejančio neigiamai įkrauto elektrono.
Antimaterijos atveju dalelių krūviai yra atvirkštiniai.
Paimkime antivandenilį – CERN eksperimentuose naudojamą vandenilio antimaterinę versiją. Jį sudaro neigiamą krūvį turintis protonas (antiprotonas) ir aplink jį skriejantis teigiamai įkrautas elektronas (pozitronas).
Neseniai žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje CERN Antimaterijos gamykloje dirbanti ALPHA mokslininkų grupė įrodė, kad jos eksperimento tikslumo ribose, antivandenilio atomai, krenta į Žemę taip pat, kaip ir jų materijos atitikmenys – vandenilis.
Eksperimentas
Anot BBC, antiprotonai susidaro susiduriant dalelėms CERN greitintuvuose. Į antimaterijos laboratoriją jie beveik šviesos greičiu atkeliauja vamzdžiais.
Antiprotonų greitis per didelis, kad mokslininkai galėtų juos kontroliuoti. Tad pirmasis žingsnis – juos sulėtinti, pasiunčiant aplink žiedą – taip sumažinama jų energija ir jie ima judėti lengviau valdomu tempu.
Tada antiprotonai ir pozitronai siunčiami į milžinišką magnetą, kur jie susimaišo ir sudaro tūkstančius antivandenilio atomų.
Magnetas sukuria magnetinį lauką, kuris sulaiko antivandenilį. Jei jis paliestų talpos šoną, būtų akimirksniu sunaikintas, nes antimaterija neišgyvena susidūrusi su mūsų pasauliu.
Kai magnetinis laukas išjungiamas, išsiskiria antivandenilio atomai. Tada jutikliai nustato, ar jie pakilo aukštyn, ar nukrito žemyn.
Kai kurie teoretikai kėlė hipotezę, kad antimaterija gali kilti aukštyn, nors dauguma – o pirmiausia, Albertas Einšteinas, daugiau nei prieš šimtą metų paskelbęs Bendrąją reliatyvumo teoriją, teigė, kad antimaterija turėtų elgtis taip pat kaip materija ir kristi žemyn.
Dabar gi ir CERN mokslininkai patvirtino, kad A. Einšteinas buvo teisus.
Edinburgo universitete, Škotijoje, su CERN duomenimis dirbantis lietuvis dr. Gediminas Šarpis pabrėžia, kad tai yra labai svarbus atradimas, nes iki šiol niekas nebuvo patikrinęs eksperimentiškai, ar gravitacija antimateriją veikia taip pat, kaip materiją.
„Dabar gavome rezultatą, kad gravitacija materiją ir antimateriją veikia taip pat. Ir tai yra pirmasis tiesioginis įrodymas, nes teorijos mums čia mažai padeda. Dabar galima kurti subtilesnius eksperimentus ir tiksliau matuoti gravitacinę sąveiką“, – sako dalelių fizikas.
Ateities perspektyvos
Tolesniuose tyrimo etapuose mokslininkai patobulins savo eksperimentą, kad jis būtų jautresnis, ir sieks išsiaiškinti, ar skiriasi antimaterijos kritimo greitis nuo to, kurį krisdama įgauna materija.
Jei paaiškės, kad skiriasi, galbūt pavyks rasti atsakymą į vieną svarbiausių klausimų – kaip atsirado Visata.
Didžiojo sprogimo metu materija ir antimaterija turėjo susijungti ir panaikinti viena kitą, tad turėjo likti tik šviesa.
Kažkokiu būdu pirmosiomis Visatos kūrimosi akimirkomis materija visgi įveikė antimateriją. Kodėl įvyko būtent taip – vis dar yra viena didžiausių fizikos mįslių. Dalelių fizikos laboratorijos CERN tyrėjų grupės narės dr. Danieles Hodgkinson nuomone, paaiškinimas galėtų būti tai, kaip antimaterija reaguoja į gravitaciją.
