Materija krenta žemyn. O kur krenta antimaterija? Dabar fizikai žino atsakymą

Antimedžiaga, kaip rodo pats pavadinimas, yra materijos, iš kurios sudarytos žvaigždės ir planetos, priešingybė.

Didžiojo sprogimo metu materija ir antimaterija turėjo susijungti ir tarpusavyje anihiliuoti, palikdamos tik šviesą.

Tačiau taip neįvyko - kažkokiu būdu pirmosiomis Visatos akimirkomis materija sugebėjo įgyti pranašumą prieš antimateriją.

O kodėl - išlieka pagrindinė šiuolaikinės fizikos paslaptis, kurios sprendimo raktas žada būti materijos ir antimaterijos skirtumo išaiškinimas.

Jau daugelį metų mokslininkai bando išsiaiškinti, kuo skiriasi materijos ir antimaterijos elgsena, ypač kaip antimaterija reaguoja į traukos jėgą.

Taigi, jei paaiškėtų, kad antimedžiaga, kaip prognozuoja kai kurie mokslininkai, veikiama traukos jėgų "krenta" aukštyn, tektų peržiūrėti visas nusistovėjusias fizikos idėjas, įskaitant reliatyvumo teoriją.

O dabar paaiškėjo, kad nėra ko griauti, nes mokslininkai (jų tyrimų rezultatai paskelbti žurnale "Nature") padarė vienareikšmišką išvadą: antimaterijos atomai krenta žemyn, kaip ir turėtų kristi.

Tačiau dėl to kyla daug naujų klausimų.

Antimedžiaga - beveik nepasiekiamas dalykas, ji egzistuoja Visatoje, tačiau labai trumpai - sekundės dalį. Todėl eksperimentams su antimaterija CERN specialistai turėjo padaryti viską, kas įmanoma, kad pratęstų jos gyvavimo laiką.

Profesorius Džefris Hangstas (Geoffrey Hangst) 30 savo gyvenimo metų skyrė laboratorijai, kurioje elementariosios dalelės sukuria tiesiog suskaičiuojamus (kalbame apie tūkstančius, kurie atomo lygmenyje - lašas jūroje) antimedžiagos atomus, kurie vėliau sulėtėja, pagauti magnetinio lauko ir... nukrenta.

"Antimaterija yra pats šauniausias, paslaptingiausias dalykas, kokį tik galima įsivaizduoti, - BBC sakė profesorius Hangstas. - "Kiek mes ją suprantame, įmanoma sukurti tokią visatą kaip mūsų su jumis ir manimi joje, tik sudarytą iš antimedžiagos".

Kas yra antimaterija?

Pradėkime nuo to, kas yra materija: viskas mūsų pasaulyje sudaryta iš jos, mažyčių dalelių, vadinamų atomais.

Paprasčiausiu laikomas vandenilio atomas, ir būtent vandenilis daugiausia sudaro Saulę.

Savo ruožtu vandenilio atomas sudarytas iš teigiamai įkrauto protono, esančio centre, ir neigiamai įkrauto elektrono, skriejančio aplink jį (elektrono atveju negalima sakyti, kad jis kažkur yra, nes jis yra ir dalelė, ir banga).

Antimaterijos atveju, kaip rodo pats pavadinimas, yra priešingai.

Antivandenilio, kuris naudojamas CERN eksperimentuose, atomo viduryje yra neigiamai įkrautas protonas (antiprotonas), o aplink jį orbitoje skrieja teigiama elektrono, dar vadinamo pozitronu, versija.

Antiprotonai susidaro dalelėms susiduriant CERN greitintuvuose greičiu, artimu šviesos greičiui. Tačiau esant tokiam greičiui jie mokslininkams yra nepasiekiami ir negali būti kontroliuojami, todėl juos reikia sulėtinti. Tam jie siunčiami skristi ilgu požeminiu specialių vamzdžių žiedu, kur pradeda prarasti energiją ir tampa valdomi.

Tada antiprotonai ir pozitronai siunčiami į milžinišką magnetą, kur jie susimaišo ir sukuria tūkstančius antivandenilio atomų.

Tuo pat metu magnetas sukuria galingą lauką, kuris išlaiko antivandenilio atomus vakuume, kad jie su niekuo nesusiliestų, nes antimedžiaga, susidūrusi su mūsų pasauliu, iškart sunaikinama.

Išjungus magnetinį lauką, antivandenilio atomai išsilaisvina, o jutikliai nustato, ar jie skrenda aukštyn, ar žemyn.

Nors kai kurie teoretikai prognozavo, kad antimedžiaga "kris" aukštyn, dauguma fizikų, įskaitant Albertą Einšteiną, kuris daugiau nei prieš 100 metų tai numatė savo reliatyvumo teorijoje, sutinka, kad šiuo atveju antimedžiaga turėtų elgtis kaip materija ir kristi žemyn.

Dabar CERN mokslininkai patvirtino (su labai didele tikimybe), kad Einšteinas vis dėlto buvo teisus.

Tačiau iš to, kad antimedžiaga "nekrenta" aukštyn, nebūtinai išplaukia, kad ji krenta žemyn tokiu pat greičiu kaip materija.

Todėl kitame eksperimento etape mokslininkai ketina padidinti įrangos jautrumą, kad išsiaiškintų antimaterijos kritimo greičio skirtumą.

Jei toks skirtumas iš tiesų bus rastas, tai galėtų atsakyti į didžiausią klausimą: kaip susiformavo mūsų visata.