Дали антиматерията пада нагоре?

Както може би сте чували в часовете по физика, антиматерията е идентична с материята, но се различава от нея по някое от квантовите си числа. Добре де, вероятно не сте го чули точно така. Въпросът е там, че частиците и съответните им античастици споделят общи свойства, но се различават по нещо – например заряд или пък ако нямат заряд, спин, киралност и прочее.

Антиматерията в ЦЕРН

 

Въпреки, че в ЦЕРН беше получено известно количество антиматерия, тя все още не е добре проучена. Първо, защото количеството е малко – в момента разполагат с квардуплет от антипротони (т.е. четири на брой, ако математиката ми е правилна), реколта от миналата година, и второ, ако антиматерията бъде пусната свободно, тя ще анихилира с първите й попаднали частици, превръщайки себе си и частиците в енергия. Пишете ги бегали.

Как взаимодейства обаче антиматерията гравитационно? Дали ако поставим частиците в земното гравитационно поле, те ще паднат надолу, както нормалната материя, или напротив – ще отлетят нагоре? Повечето учени смятат, че антиматерията би трябвало да се държи по същия начин в гравитационно поле като материята, но както казахме по-горе, антиматерията още не е добре проучена.

Да не говорим, че гравитацията е най-малко проученото от четирите фундаментални взаимодействия.

Нов експеримент обаче може да намери отговора на този въпрос. Атомният интерферометър със светлинен импулс може да изследва поведението на която и да е частица – атом, електрон и протон, както и античастиците им. Той работи при много ниски температури – близки до абсолютната нула, каквито се поддържат в тунелите на LHC (Големият Адронен Колайдер).

При тези ниски температури интерферометърът разглежда частиците като вълни и измервайки техните вълнови свойства, може да отговори на въпроса за гравитационното взаимодействие.

Експериментът ALPHA ще изследва поведението на антиматерията в гравитационно поле

Холгер Мюлер, учен от Калифорнийския университет в Бъркли, и неговият екип смятат да вградят интерферометъра в експеримента ALPHA в ЦЕРН, който се занимава с антиматерия и по-специално – с правенето и изучаването на анти-водородни атоми.

„В момента продукцията на антиводород в ЦЕРН възлиза на четири атома на час, или един атом на всеки петнайсет минути“, казва Мюлер. „Тази производителност не може да се поддържа постоянно, така че триста атома на месец е най-доброто, на което можем да се надяваме.“

Понастоящем експериментът измерва поведението на всеки атом по няколко пъти, тъй като учените не разполагат с много атоми.

„Трябва да получим сигнал от всеки един атом“ допълва Мюлер. „Не можем да си позволим да изгубим нито един от тях.“

Учените се надяват да постигнат точност по-добра от един процент в началото на експеримента и после да я подобрят 10 000-кратно.

Мюлер и неговият екип са публикували статията си по въпроса в списанието Physical Review Letters.

В края на миналата година при експримента ALPHA за пръв път бе наблюдаван светлинният спектър на антиводородния атом.