|  | 29 августа 2018 | Новости науки и техники

Антиматерия, находящаяся в свободном падении, позволит ученым изучить ее взаимодействие с силами гравитации

Оборудование эксперимента ALPHA


На страницах нашего сайта мы неоднократно рассказывали об одной из фундаментальных космологических загадок современной науки, согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось одинаковое количество материи и анитматерии. Но сейчас, в наблюдаемой нами части Вселенной находится лишь обычная материя, а антиматерия появляется на короткое время только в местах, где происходят высокоэнергетические явления. Пытаясь найти причины такого дисбаланса, ученые изучают и сравнивают свойства материи и антиматерии, но на сегодняшний день им так и не удалось найти никаких различий в параметрах и свойствах обычного водорода и антиводорода, вида антивещества, которое достаточно просто получается в лабораторных условиях.

Антиводород получается при помощи инструмента, находящегося в распоряжении ученых Европейской организации ядерных исследований CERN, называемого замедлителем антипротонов (Antiproton Decelerator). Эта установка производит и замедляет антипротоны, антиподы обычных протонов. Установка эксперимента ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) объединяет эти антипротоны с позитронами, антиподами электронов, и в результате этого на свет появляются атомы антиводорода.

Как только исследователям удается поймать атомы антиводорода в специальную ловушку, они получают возможность их исследования точно так же, как и атомов обычного вещества. На каждом этапе эксперимента 500 пойманных в ловушку атомов антиводорода возбуждались, т.е. переводились в более высокое энергетическое состояние, светом лазера. Как и атомы обычного водорода, атомы антиводорода очень быстро возвращались в исходное энергетическое состояние, излучая фотоны света со строго определенной длиной волны.

Длины волн фотонов, излучаемых атомами антиводорода, в точности совпадают с длинами волн фотонов, излучаемых атомами водорода. С этой точки зрения и здесь не обнаружилось никаких различий между материей и антиматерией. Но ученые CERN пошли в этот раз дальше и первый раз в истории науки попробовали охладить атомы антиводорода до сверхнизкой температуры при помощи света лазера. Нельзя сказать, что ученым удалось добиться в этом деле больших успехов, но они увидели, что атомы антиводорода возбуждаются при взаимодействии с лазерным светом и испускают фотоны, что позволит позже действительно охладить их до температуры, очень близкой к температуре абсолютного нуля.

Оборудование эксперимента ALPHA в скором времени пройдет через этап модернизации, после чего оно обретет возможность отправлять атомы антиводорода в свободное падение с целью изучения их взаимодействия с земной гравитацией. Это, в свою очередь, позволит ученым увидеть разницу, если таковая существует на самом деле, во взаимодействии с гравитацией атомов нормального водорода и антиводорода. И если "гравитационная" разница будет обнаружена, то это станет первым в истории науки обнаруженным различием между свойствами и поведением материи и антиматерии.




Ключевые слова:
Материя, Антиматерия, Водород, Антиводород, Свет, Лазер, Фотон, Гравитация, Эксперимент, ALPHA, CERN

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым CERN впервые удалось зарегистрировать и измерить параметры энергетич ...
  • Физикам впервые удалось получить четкий и детальный спектральный "отпечато ...
  • Ученые CERN впервые провели измерения оптических спектральных характеристик ...
  • Ученые CERN усовершенствовали ловушку антивещества.
  • Ученые CERN впервые поймали антивещество в ловушку.




  • 29 августа 2018 11:48
    #1 Написал: enigman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 178
    У меня глупый вопрос образовался. Если спектры излучения антивещества не отличаются от спектров излучения обычного вещества, то откуда уверенность, что все галактики состоят именно из обычного вещества
        
    30 августа 2018 21:54
    #2 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 564
    enigman, Потому, что кроме нейтральных фотонов из космоса со всех направлений к нам прилетает немалое количество разных частиц, среди которых доля античастиц крайне мала. Кроме этого, нигде не наблюдается характерного для аннигиляции излучения, которое возникало бы, если бы где-то происходило значительное столкновение областей материи и антиматерии (скажем, при столкновении галактик разных типов). Причем, этого нет ни рядом, ни на предельных доступных наблюдению расстояниях, т.е. антивещества не было уже в довольно ранней вселенной. Либо оно не появилось вовсе, либо по каким-то причинам оказалось за пределами наблюдаемой нами части вселенной.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.