Naukowcy ogłaszają przełom w badaniach nad antymaterią i grawitacją

Eksperyment przeprowadzono w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych (CERN). Okazało się, że cząstki antymaterii podlegają przyciąganiu Ziemi. Wyklucza to istnienie antygrawitacji, na temat której fizycy debatowali od dłuższego czasu.

Czym jest antymateria?

Atomy antymaterii, zwane również antyatomami, składają się z subatomowych cząstek o przeciwnych ładunkach elektrycznych w porównaniu do znanych nam powszechnie substancji: zawierają pozytywnie naładowane wersje elektronów zwane pozytronami oraz negatywnie naładowane wersje protonów zwane antyprotonami.

Po zderzeniu antymaterii i materii dochodzi do całkowitej anihilacji cząstek oraz wyzwolenia ogromnych ilości energii. Podobne sytuacje można obserwować w największym na świecie akceleratorze cząstek – Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN.

Teoria ogólnej względności Einsteina przewiduje, że wszystkie obiekty mające masę podlegają prawom grawitacji. Większość naukowców przypuszczała, że dotyczy to także antymaterii, jednak do tej pory nie udało się tego udowodnić eksperymentalnie.

Tajemnice antymaterii

Naukowcy z CERN uzyskali pierwszy bezpośredni pomiar siły grawitacji oddziałującej na antymaterię. Zespół ogłosił, że „ruch antyatomów w polu grawitacyjnym Ziemi wreszcie ma solidny punkt zaczepienia, co otwiera drogę do precyzyjniejszych badań”. Artykuł na temat odkrycia opublikowano w czasopiśmie „Nature”.

„Do teraz wszystkie teorie odnoszące się do grawitacji i antymaterii opierały się na spekulacjach”

– mówi jeden z naukowców zaangażowanych w eksperyment Jeffrey Hangst.

Jak podkreśla „antycząsteczki zachowują się zgodnie z ogólną teorią względności”.

Antymateria stanowi jedną z największych tajemnic fizyki. Różne teorie sugerują, że po Wielkim Wybuchu powstało tyle samo cząstek i antycząstek. Nie wiadomo dlaczego w widzialnym wszechświecie dominuje znana nam materia. Naukowcy z całego świata próbują rozwiązać tę zagadkę, ale jest to bardzo trudne.

„Pozytrony i antyprotony są niezwykłe. Po tym gdy powstaną, całe otoczenie próbuje doprowadzić do ich anihilacji. Przez ostatnie trzydzieści lat pracy uczyliśmy się jak nimi odpowiednio manipulować”

– tłumaczy Hangst.

Zobacz też:

Jak zmierzyć opadanie antymaterii?

Badacze wcześniej skupiali się na mapowaniu struktury antymaterii. Nowy eksperyment został zaprojektowany w celu zaobserwowania, czy grawitacja oddziałuje na antycząstki. W tym celu eksperci skonstruowali wysokie, pionowe urządzenie, w którym uwięziono cząstki antywodoru. Następnie zmierzono, czy opadają one w dół pod wpływem siły grawitacji.

Okazuje się, że większość antycząstek przemieszczała się w stronę dna maszyny zgodnie z prawem powszechnego ciążenia.

„Jako naukowcy musimy mieć otwarte umysły. Dlatego nie wykluczaliśmy istnienia antygrawitacji. Udało nam się jednak udowodnić, że taka siła nie występuje”

– podkreśla Hangst.

Eksperci planują teraz kolejne badania związku między grawitacją a antymaterią.

„Jesteśmy zachwyceni. ieszymy się, że nasz zespół jako pierwszy dokonał tego odkrycia. Otworzyliśmy nowy rozdział w fizyce. Teraz wiemy, co robić, jak to robić i chcemy ulepszać techniki badań”

– podsumowuje Hangst.

Zobacz więcej:

Polecamy: