Najboljša znanost - vprašanja, ki zajamejo in prisilijo vsakega človeka - je zajeta v skrivnost. Če bi šlo za to, bi se dve vrsti delcev medsebojno uničili in pustili vesolje, prežeto z energijo.
Kot potrjuje naš obstoj, se to ni zgodilo. V resnici se zdi, da ima narava prednost v 10 milijardami materije pred antimaterijo. Je ena največjih skrivnosti sodobne fizike.
Toda Veliki hadronski trkalnik si močno prizadeva, dobesedno potiska zadevo do konca, da bi razrešil to očarljivo skrivnost. CERN je ta teden ustvaril snop antihidrogenskih atomov, ki je znanstvenikom omogočil, da prvič natančno izmerijo to neučinkovito antimaterijo.
Proti delci so enaki delcem snovi, razen znaka njihovega električnega naboja. Torej, medtem ko vodik sestoji iz pozitivno nabitega protona, obkroženega z negativno nabitim elektronom, antihidrogen sestavlja negativno nabit antiproton, obkrožen s pozitivno nabitim antielektrom ali pozitronom
Medtem ko primordialne antimaterije v vesolju še nikoli niso opazili, je mogoče ustvariti antihidrogen v pospeševalniku delcev z mešanjem pozitronov in nizkoenergijskih antiprotonov.
Leta 2010 je ekipa ALPHA prvič ujela in zadržala atome antihidrogena. Zdaj je ekipa uspešno ustvarila snop delcev antihidrogena. V članku, objavljenem ta teden v reviji Nature Communications, skupina ALPHA poroča o odkrivanju 80 atomov vodika na 2,7 metra navzdol od njihove proizvodnje.
"To je prvič, da smo lahko z natančnostjo preučevali antihidrogen," je v sporočilu za javnost dejal tiskovni predstavnik ALPHA Jeffrey Hangst. "Mi smo optimistični, da bo ALPHA-ova tehnika lova v prihodnosti prinesla veliko takih spoznanj."
Eden ključnih izzivov je preprečevanje uporabe vodika stran od navadne materije, tako da se ne uničujeta. Da bi to storili, večina poskusov uporablja magnetna polja, da lovi atome vodika dovolj dolgo, da jih preuči.
Močna magnetna polja pa poslabšajo spektroskopske lastnosti atomov vodika, zato je ekipa ALPHA morala razviti inovativno ureditev za prenos antihidrogenskih atomov v območje, kjer so jih lahko preučevali, daleč od močnega magnetnega polja.
Za merjenje naboja antihidrogena je skupina ALPHA proučevala usmeritve atomov antihidrogena, ki se sproščajo iz pasti ob prisotnosti električnega polja. Če bi atomi vodika imeli električni naboj, bi jih polje odklonilo, nevtralni atomi pa bi bili neodločeni.
Rezultat, ki temelji na 386 zabeleženih dogodkih, daje vrednost električnega naboja vodika pri -1,3 x 10-8. Z drugimi besedami, njegovo polnjenje je združljivo z nič do osmimi decimalnimi mesti. Čeprav ta rezultat ne preseneča, saj so atomi vodika električno nevtralni, je prvič, da je bil naboj antiatoma izmerjen s tako visoko natančnostjo.
V prihodnosti bi lahko vsaka zaznavna razlika med snovjo in antimaterijo pomagala razrešiti eno največjih skrivnosti sodobne fizike in odprla okno v novo sfero znanosti.
Članek je bil objavljen v reviji Nature Communications.
