Oamenii de ştiinţă folosesc laserul pentru a debloca secretele antimateriei

Oamenii de ştiinţă de la Cern au descoperit un nou mod de a debloca secretele antimateriei.

Ei au reuşit să lumineze nişte atomii de antimaterie capturaţi, pentru a detecta dacă aceştia au un comportament diferit de atomii obişnuiţi.

Aceasta este pentru prima dată când fizicienii au reușit să controleze antimateria suficient de mult pentru a măsura în mod direct comportamentul său şi a o compara.

Realizarea este rezultatul a două decenii de muncă şi ea deschide noi căi  de a studia antimateria.

Lucrarea ar putea face mai multă lumină în privința unora din cele mai durabile mistere despre antimaterie.

„Acesta este motivul pentru care a fost creat CERN„, a spus Jeffrey Hangst.

Studiul publicat recent în Nature, şi a arătat că atomul de anti-hidrogen sub acțiunea luminii, răspunde în acelaş mod ca şi atomul de hidrogen.

Dacă acest lucru nu se întâmpla, oamenii de știință ar fi trebuit să regândească fizica.

Deși, Big Bang-ul a produs materie şi antimaterie în cantități egale, astăzi, Universul este format preponderent din materie – şi teoriile actuale nu pot explica de ce.

Vedeţi şi: 20 de curiozităţi despre univers şi informaţii interesante

Antimateria este identică cu materia, cu excepţia faptului că totul în interiorul atomului se învârte în partea opusă, sarcina negativă este pozitivă, iar stânga devine dreapta.

Antimateria este incredibil de dificil de produs, de captat şi apoi menține – nu în ultimul rând din motivul că ia devine anihilată la contactul cu materia obișnuită. Cu alte cuvinte, materia nu poate coexista cu antimateria.

Dar, prin utilizarea unei capcane magnetice special concepute, cercetătorii care lucrează la experimentul Alpha al CERN de lângă Geneva, Elveţia, au avut posibilitatea de a studia proprietățile anti-hidrogenului – o formă de antimaterie de hidrogen.

„Este un moment de cotitură, a fost necesar să facem o mulțime de perfecționări tehnologice pentru a ajunge aici. Mai întâi a trebuit să facem atomi de anti-hidrogen, unul la un moment dat. Apoi a trebuit să-l menţinem suficient de mult. Şi în cele din urmă să luminăm cu un laser asupra lui”, a declarat Mike Charlton (en), unul dintre oamenii de știință al proiectului Alpha.

Deocamdată, constatările nu explică dezechilibrul dintre materie şi antimaterie, dar sugerează că aceasta nu se datorează naturii inerente a atomilor de antimaterie.

„Contextul constă în a vedea dacă materia şi antimateria se supun acelorași legi ale fizicii, care sunt impuse de Modelul Standard”, a declarat purtătorul de cuvânt al Alpha, profesorul Jeffrey Hangst.

Modelul Standard este o teorie elaborată pentru descrie blocurile de construcție fundamentale ale Universului şi a forțelor între ele.

„Deoarece avem acest mister al dispariției antimateriei după crearea Universului, noi întotdeauna încercăm foarte atent să privim antimateria”, a adăugat profesorul Hangst.

În lucrarea din jurnalul Nature (en), echipa de la Alpha raportează prima măsurătoare a faptului cum anti-hidrogenul răspunde la lumina laser cu o frecvenţă reglată cu precizie.

Echipa nu a găsit nici o diferență în modul cum s-a comportat anti-hidrogenul în comparație cu hidrogenul obișnuit, un rezultat care este în perfectă concordanţă cu Modelul Standard.

„Noi ne dorim să aruncăm o privire sigură asupra unui sistem de antimaterie, care este proporţional cu un sistem de materie, cunoscut de noi atât de bine.

Hidrogenul este cel mai fundamental atom pe care îl studiem timp de aproximativ 200 de ani – noi știm totul despre hidrogen. Deci, este destul de convingătoare încercarea de a-i compara pe aceştia doi. Acesta este obiectivul general al programului nostru”, a spus profesorul Hangst.

Echipa speră să îmbunătățească precizia măsurătorilor (en) lor în viitor.

Chiar şi o ușoară diferență între proprietățile hidrogenului şi anti-hidrogenului ar rupe principiile de bază ale fizicii – şi, eventual, ar aduce mai multă claritate asupra dezechilibrului dintre materie şi antimaterie în Univers.

De asemenea, echipa vrea să cerceteze antimateria în alte moduri.

„Noi construim o mașină, care va studia gravitația şi iniţiem să vedem ce se întâmplă când adăugăm puţină antimaterie. Acesta este un experiment care trebuie efectuat”, a spus un fizician de la Universitatea Aarhus.

Vedeţi şi: 23 de curiozităţi uimitoare despre gravitaţie

Această maşină numită Alpha-g, se planifică să fie construită la sfârşitul anului 2017 şi este preconizată pentru a efectua primele măsurători în 2018.