Фізики навчилися утримувати атоми антиречовини

Антиводень вдалося утримувати протягом десятих часток секунди. Загалом було впіймано 38 атомів.

Фізикам уперше вдалося протягом відносно тривалого часу утримувати атоми антиречовини в спеціальній пастці, пише портал ScienceNOW.

Багато елементарних частинок можна утримувати за допомогою спеціальних пасток, що генерують електричне та/або магнітне поля. Атоми антиводню незаряжені, тому їх не можна утримувати в електричному полі.

Автори нової роботи, які беруть участь в експерименті ALPHA з вивчення антиматерії, використовували комбінацію з двох пасток - так званих пасток Пеннінга і пасток Іоффе-Пітчарда. Внаслідок цього антиводень вдалося утримувати протягом десятих часток секунди.

Щоб отримати атоми антиводню, вчені охолоджували хмару, яка містить близько 30 тисяч антипротонів, до температури 200 кельвінів (-73,15 градуса Цельсія), і хмару з 2 мільйонів позитронів до температури 40 кельвінів (-233,15 градуса Цельсія). Фізики охолоджували антиречовину в пастці Пеннінга, вбудованій усередину пастки Іоффе-Пітчарда. Загалом було впіймано 38 атомів.

Використовуючи нову технологію, вчені зможуть, зокрема, отримати спектр атомів антиводню. Згідно з принципом CPT-симетрії, постульованим у рамках загальної теорії відносності, спектри атомів речовини і антиречовини мають бути ідентичними. Якщо цей факт буде спростований, то вченим доведеться переглянути свої уявлення про будову світу.

Нагадаємо, антиматерія - це "двійник" звичайної матерії з тією різницею, що всі частки антиречовини мають протилежний знак заряду. У разі взаємодії частинок речовини і антиречовини відбувається їх взаємне знищення.

Проблема антиматерії, а точніше її відсутності у Всесвіті, є однією з головних загадок для сучасних фізиків. Це не узгоджується з наявними гіпотезами, які описують фундаментальні фізичні взаємодії - Великий вибух мав породити рівну кількість матерії й антиматерії.

Деякі античастинки вчені спостерігають відносно часто - наприклад, позитрони (позитивно заряджені електрони), присутні в космічному випромінюванні. Однак довгий час фізикам не вдавалося "зібрати" з субатомних античастинок атоми антиматерії.

Вперше вченим вдалося "зібрати" з субатомних античастинок атоми антиматерії 2002 року. Це зробили співробітники Європейського центру ядерних досліджень, які з антипротона і позитрона отримали атоми антиводню.

Вивчаючи ці антиатоми, фізики розраховують прояснити питання про брак антиречовини у Всесвіті, але досі вченим не вдавалося утримувати антиводень від анігіляції зі "звичайною" матерією протягом достатнього для вивчення часу.

Тим часом, співробітники ЦЕРН уже розпочали експерименти з іонами свинцю, які займуть місце протонів на Великому адронному колайдері. Мета дослідів - отримання кварк-глюонної плазми та дослідження її властивостей, що прояснять природу сильної взаємодії.