Vo svetovom prvenstve vedci z CERN-u zmerali spektrálnu štruktúru atómu antihmoty a odhalili „farbu“ záhadnej antičastice.
Objav je súčasťou širšieho cieľa pochopiť vzťah medzi hmotou a antihmotou; klzká látka, ktorá záhadne chýba v našom pozorovateľnom vesmíre. Pochopiť antihmotu by znamenalo objasniť pôvod hmoty, života, všetkého. Nie je to ľahká úloha, keď si uvedomíte, že výroba antihmoty je neuveriteľne náročná.
Jednotlivé častice antihmoty sa vyrábajú o niečo jednoduchšie, ako to urobil tím Alpha (bez vzťahu) vo svojej najnovšej štúdii. Pretože vodík je jedným z najlepšie pochopených atómov vo vesmíre, vedci sa zamerali na výrobu a obsah antivodíkových atómov. Ako prví tak urobili v roku 2010 a teraz merali optické vlastnosti antivodíka pomocou spektrografických laserov.
Pozri súvisiace
Na vytvorenie antivodíka tím najprv použil antiprotónový spomaľovač na zníženie energie častíc pomocou magnetického poľa, a preto ich zachytil pri zrážke protónov. Tieto antiprotóny sa potom spárovali s pozitrónmi – kladne nabitým, antihmotovým protipólom k elektrónom – aby sa vytvorili atómy antivodíka. Neskúšajte to doma, pokiaľ nežijete v CERN-e.
Vedci potom zmerali spektrum antivodíka, keď sa pohyboval z najnižšieho do najvyššieho energetického stavu, ktorý je opísaný v článku publikovanom v Príroda pri prechode 1S-2S. Výsledkom je spektrálna čiara, ktorá ilustruje, koľko svetla sa absorbuje pri rôznych frekvenciách. Namiesto vytvárania dúhy je spektrálna čiara predovšetkým užitočná, pretože ju možno prirovnať k spektrálnej čiare vodíka.
„Hľadáme, či sa vodík v hmote a antivodík v antihmote správajú rovnakým spôsobom,“ hovorí Jeffrey Hangst, vedúci skupiny v Alpha. "Toto je náš doteraz najpresnejší test na túto otázku a zatiaľ vyzerajú rovnako."
Podľa výsledkov tohto experimentu má prechod antivodíka z 1S na 2S rovnaké spektrografické údaje ako vodík. Prístroje v CERN-e dokázali tento výsledok zozbierať s presnosťou na 12 desatinných miest, zatiaľ čo prechod vodíka možno merať s presnosťou na 15 desatinných miest. Preto vždy existuje priestor, že rozdiely môžu ležať mimo súčasných úrovní presnosti, ale zatiaľ to vyzerá, že obe majú rovnaké hodnoty.
Ak by došlo k nejakej divergencii, bol by to obrovský objav, ktorý by potenciálne pripravil cestu k lepšiemu pochopeniu podstaty hmoty. Výsledok je však významný a dôležitý míľnik v meraní štruktúry antihmoty.
Ako je to s inými atómami antihmoty, pýtate sa. Ďalším krokom v tomto smere by bolo antihélium, ktoré bolo umelo vyrobené, ale nie bez veľkých ťažkostí. Vytvorenie dostatočného množstva na testovanie spektroskopiou je v súčasnosti mimo dosahu právomocí CERNu, čo znamená, že – aspoň zatiaľ – spočívajú naše nádeje na pochopenie podstaty antihmoty antivodík.
Obrazový kredit: CERN
