Cea mai bună știință - întrebările care captează și obligă orice ființă umană - este cuprinsă în mister. Dacă acest lucru ar fi fost cazul, cele două tipuri de particule s-ar fi anihilat reciproc, lăsând un Univers pătruns de energie.
După cum atestă existența noastră, asta nu s-a întâmplat. De fapt, natura pare să aibă o parte din 10 miliarde de preferințe pentru materie față de antimaterie. Este unul dintre cele mai mari mistere din fizica modernă.
Dar Colibrul de Hadroni mari lucrează din greu, împingând literalmente materia până la limită, pentru a rezolva acest mister captivant. În această săptămână, CERN a creat un fascicul de atomi antihidrogen, permițând oamenilor de știință să ia măsurători precise ale acestei antimaterii evazive pentru prima dată.
Antiparticulele sunt identice cu particulele de materie, cu excepția semnului încărcăturii lor electrice. Deci, în timp ce hidrogenul este format dintr-un proton încărcat pozitiv orbitat de un electron încărcat negativ, antihidrogenul constă dintr-un antiproton încărcat negativ orbitat de un anti-electron încărcat pozitiv sau un pozitron
Deși antimateria primordială nu a fost niciodată observată în Univers, este posibil să se creeze antihidrogen într-un accelerator de particule amestecând pozitroni și antiprotone cu energie scăzută.
În 2010, echipa ALPHA a capturat și a deținut atomi de antihidrogen pentru prima dată. Acum echipa a creat cu succes un fascicul de particule antihidrogen. Într-un document publicat săptămâna aceasta în Nature Communications, echipa ALPHA raportează detectarea a 80 de atomi antihidrogen la 2,7 metri în aval de producția lor.
„Este pentru prima dată când am reușit să studiem antihidrogenul cu o anumită precizie”, a declarat purtătorul de cuvânt al ALPHA, Jeffrey Hangst, într-un comunicat de presă. „Suntem optimiști că tehnica de captare a ALPHA va oferi multe astfel de perspective în viitor.”
Una dintre provocările cheie este păstrarea antihidrogenului departe de materia obișnuită, astfel încât cei doi să nu se anihileze reciproc. Pentru a face acest lucru, majoritatea experimentelor folosesc câmpuri magnetice pentru a prinde atomi antihidrogen suficient de mult pentru a le studia.
Cu toate acestea, câmpurile magnetice puternice degradează proprietățile spectroscopice ale atomilor antihidrogeni, astfel încât echipa ALPHA a trebuit să dezvolte o configurație inovatoare pentru a transfera atomii de antihidrogen într-o regiune unde pot fi studiați, departe de câmpul magnetic puternic.
Pentru a măsura încărcarea antihidrogenului, echipa ALPHA a studiat traiectoriile atomilor antihidrogen eliberați din capcană în prezența unui câmp electric. Dacă atomii antihidrogeni ar avea o sarcină electrică, câmpul i-ar devia, în timp ce atomii neutri nu ar fi nedepărtați.
Rezultatul, bazat pe 386 de evenimente înregistrate, oferă o valoare a încărcării electrice antihidrogen la -1,3 x 10-8. Cu alte cuvinte, încărcarea sa este compatibilă cu zero până la opt zecimale. Deși acest rezultat nu este o surpriză, întrucât atomii de hidrogen sunt neutri din punct de vedere electric, este prima dată când s-a măsurat sarcina unui antiatom la o precizie atât de mare.
În viitor, orice diferență detectabilă între materie și antimaterie ar putea ajuta la rezolvarea unuia dintre cele mai mari mistere din fizica modernă, deschizând o fereastră către un nou tărâm al științei.
Lucrarea a fost publicată în Nature Communications.
