Labākā zinātne - jautājumi, kas uztver un piespiež jebkuru cilvēku - ir ieslēpta noslēpumā. Ja tas tā būtu bijis, abi daļiņu veidi būtu iznīcinājuši viens otru, atstājot Visumu, ko caurvij enerģija.
Kā apliecina mūsu eksistence, tas nenotika. Faktiski šķiet, ka dabai viena daļa no 10 miljardiem dod priekšroku matērijai, nevis antimateriālam. Tas ir viens no lielākajiem mūsdienu fizikas noslēpumiem.
Bet Lielais hadronu sadursmju veicējs smagi strādā, burtiski virzot matēriju līdz robežai, lai atrisinātu šo valdzinošo noslēpumu. Šonedēļ CERN izveidoja antiūdeņraža atomu staru, ļaujot zinātniekiem pirmo reizi precīzi izmērīt šo nenotveramo antimateriālu.
Pretdaļiņas ir identiskas matēriju daļiņām, izņemot to elektriskā lādiņa pazīmi. Tātad, kamēr ūdeņradis sastāv no pozitīvi lādēta protona, kuru riņķo negatīvi lādēts elektrons, antihidrogēns sastāv no negatīvi lādēta antiprotona, kuru riņķo pozitīvi lādēts antielektrons, vai pozitronu
Kaut arī Visumā nekad nav novērots pirmatnējs antimateriāls, daļiņu paātrinātājā ir iespējams radīt antiūdeņradi, sajaucot pozitronus un zemas enerģijas antiprotonus.
2010. gadā ALPHA komanda pirmo reizi uztvēra un turēja antiūdeņraža atomus. Tagad komanda ir veiksmīgi izveidojusi antiūdeņraža daļiņu staru. Šajā nedēļā publicētajā rakstā Nature Communications ALPHA komanda ziņo, ka ir atklāti 80 antiūdeņraža atomi 2,7 metrus lejpus to ražošanas.
"Šī ir pirmā reize, kad mēs ar zināmu precizitāti varam izpētīt antiūdeņradi," paziņojumā presei sacīja ALPHA pārstāvis Džefrijs Hangsts. "Mēs esam optimistiski noskaņoti, ka ALPHA slazdošanas tehnika nākotnē sniegs daudz šādu ieskatu."
Viens no galvenajiem izaicinājumiem ir noturēt antiūdeņradi no parastās vielas, lai abi neiznīcinātu viens otru. Lai to izdarītu, lielākajā daļā eksperimentu tiek izmantoti magnētiskie lauki, lai notvertu antiūdeņraža atomus pietiekami ilgi, lai tos izpētītu.
Tomēr spēcīgie magnētiskie lauki pasliktina antiūdeņraža atomu spektroskopiskās īpašības, tāpēc ALPHA komandai bija jāizstrādā inovatīvs komplekts, lai antiūdeņraža atomus pārvietotu uz reģionu, kur tos varēja pētīt, tālu no spēcīgā magnētiskā lauka.
Lai izmērītu antiūdeņraža lādiņu, ALPHA komanda izpētīja antiūdeņraža atomu trajektorijas, kas izdalās no slazdiem elektriskā lauka klātbūtnē. Ja antiūdeņraža atomiem būtu elektriskā lādiņa, lauks tos novirzītu, turpretī neitrālie atomi būtu bez novirzēm.
Rezultāts, kura pamatā ir 386 reģistrētie notikumi, dod antiūdeņraža elektriskā lādiņa vērtību -1,3 x 10-8. Citiem vārdiem sakot, tā lādiņš ir savietojams ar nulli līdz astoņām zīmēm aiz komata. Lai gan šis rezultāts nav pārsteigums, jo ūdeņraža atomi ir elektriski neitrāli, tā ir pirmā reize, kad antiatoma lādiņš tiek izmērīts tik precīzi.
Nākotnē jebkura nosakāma atšķirība starp matēriju un antimateriālu varētu palīdzēt atrisināt vienu no lielākajiem mūsdienu fizikas noslēpumiem, paverot logu jaunā zinātnes sfērā.
Šis raksts ir publicēts žurnālā Nature Communications.
