Fysikere gjennomførte de første nøyaktige målingene av hvordan lys interagerer med partikler av antimateriell, og fant ikke signifikante forskjeller i dets oppførsel sammenlignet med vanlig materie, noe som igjen fikk forskere til å undre seg over hvorfor universet eksisterer. Funnene deres ble publisert i tidsskriftet Nature.
Dette er de første virkelige spektroskopiske målingene av egenskapene til antimaterie oppnådd med lasere. Den ultrahøye presisjonen til de siste målingene våre har vært en stor prestasjon for teamet vårt. Vi har prøvd å nå denne milepælen i 30 år, og vi har endelig klart å realisere denne drømmen,”sa Jeffrey Hangst, offisiell representant for ALPHA-samarbeidet.
I følge forskere i dag, i de første øyeblikkene etter Big Bang, dukket det opp en like mye materie og antimaterie. Samtidig sier Standard Model of Physics at egenskapene til antimaterielle partikler speiler egenskapene til tvillingene deres, med unntak av ladningen. Med andre ord, de kjemiske og fysiske egenskapene til atomene til antimateriell og materie må være identiske.
Siden materie og antimateriell ødelegges ved kollisjon, under fødselen av universet, måtte partiklene deres ødelegge hverandre og frata universet alle reserver av både materie og antimaterie. Derfor oppstår spørsmålet - hvor forsvant antimaterialet og hvorfor universet eksisterer.
Det antas at en av årsakene til "asymmetri av materie" kan ligge i eksistensen av små, men heller signifikante forskjeller i strukturen og egenskapene til antimateriellpartikler. De siste årene har fysikere funnet flere hint om at slike forskjeller, for eksempel i massene av protoner og antiprotoner, fremdeles eksisterer, men deres eksakte forandring hindres av instrumentets lave nøyaktighet og den mikroskopiske skalaen til denne asymmetrien.
Angst og hans kolleger har i flere år prøvd å finne antydninger til forskjeller i egenskapene til materie og antimaterie ved å bruke ALPHA-2 instrumentet, en spesiell felle for positroner og antiprotons, og tvinger dem til å kombinere og danne enkeltatomer av antimaterie. På grunn av absolutt isolasjon, kan antimaterieatomer eksistere i denne fellen i flere dager uten å råtne eller ødelegge.
ALPHA-teamet har lenge prøvd å måle spekteret av antihydrogenatomer, og sammenligning med lignende data for hydrogen vil vise om lys samvirker på samme måte med to former for materie, og om det til og med er de minste forskjellene i massen av partiklene deres.
De første resultatene av denne typen ble oppnådd for seks år og to år siden, men disse målingene var ikke nøyaktige på grunn av det faktum at de ikke ble utført direkte, men indirekte, og observerte konsekvensene av kollisjonen av partikler av antimateriale og materie. Forskere ble tvunget til å handle på denne måten på grunn av det faktum at det var for få antihydrogenatomer. Dette forhindret søket etter mulige spor etter den "nye fysikken" og løsningen på mysteriet om antimateriets forsvinning.
Salgsfremmende video:
Angst og hans kolleger klarte å løse dette problemet ved å endre strukturen i fellen på en slik måte at det tillot dem å bestråle antihydrogen med syv typer laserstråler samtidig. Ved å kombinere bilder oppnådd under slik "avskalling", kunne forskere øke nøyaktigheten til målingene med 100 ganger og oppnå et feilnivå som ikke oversteg to deler per billion. Dette er bare tre størrelsesordener mindre enn nøyaktigheten oppnådd når man "avfyrer" hydrogen.
Som i de to siste gangene, spektrene av materie og antimateriale falt helt sammen, noe som antyder at de samhandler med lys på samme måte og antagelig har identisk masse. Sammen med andre nylige målinger av andre egenskaper til antiprotoner, får dette funnet forskere i økende grad til å undre seg over hvor forskjellen mellom materie og antimaterie er "gjemmer seg".
De første svarene på disse spørsmålene, som Angst og hans kolleger håper, vil bli mottatt ganske snart, når ALPHA-2 blir modernisert og utvidet, noe som vil øke nøyaktigheten til spektrummålinger med flere størrelsesordener og komme nærmere løsningen av mysteriet om eksistensen av universet.
