Антиматерията и гравитацията – ЦЕРН потвърди твърденията на Айнщайн
Антиматерията реагира на гравитацията по същия метод като материята. Това е извънредно значимо изобретение, което удостоверява изказванията на общата доктрина на относителността на Айнщайн. По този метод опитът, управителен от ЦЕРН, опроверга хипотезата за противоположното държание на антиматерията по отношение на гравитацията. Този резултат е получен от първото директно наблюдаване на свободно падащи антиводородни атоми, извършено в границите на опита Alpha.
Какво съставлява антиматерията?
Антиматерията е форма на материята, състояща се от античастици, които са аналози на частиците на елементарната материя. Всяка парченце на материята има античастица с противопоставен електрически заряд. Например античастицата на електрона, наречена позитрон, има позитивен заряд вместо негативен. Други античастици са антипротонът (античастица на протона) и антинеутронът (античастица на неутрона). Когато парченце на материята и нейната античастица се срещнат, те се анихилират взаимно в развой, наименуван анихилация. При това се освобождава сила под формата на гама лъчи. Ето за какво антиматерията е толкоз забавна за науката и физиката на обикновените частици: когато влезе в контакт с материята, тя може да освободи доста количество сила. Това свойство има евентуални приложения в области като да вземем за пример производството на сила, нуклеарната медицина и галактическите мотори.
Експеримент Alpha по проучването на антиматерията
Експериментът Alpha съставлява значим стадий в проучването на материята и антиматерията. На учените от ЦЕРН им бяха нужни съвсем две десетилетия, с цел да разработят тази комплицирана пробна техника. Резултатът удостовери предвижданията на общата доктрина на относителността на Алберт Айнщайн. Експериментът Alpha употребява комплициран отвесен магнитен капан, предопределен за хващане на атоми антиматерия. Те се задържат от магнитно поле, генерирано от две намотки, ситуирани в горния и долния завършек на клопката. Тази среда разрешава на учените да изследват държанието на антиводородните атоми при следени условия.
Един от най-интересните въпроси, повдигнати от това изобретение, е да се разбере по какъв начин и за какво във Вселената е зародила огромната асиметрия сред материя и антиматерия. Според законите на физиката по време на Големия гърмеж е трябвало да се образуват равни количества материя и антиматерия. Ако казусът беше подобен обаче, би трябвало да се чака двете субстанции да се анихилират взаимно, оставяйки след себе си единствено сила. Вместо това следим Вселена, в която доминира материята. Това допуска, че съществува някаква незнайна разлика сред взаимоотношенията на материята и антиматерията, която е дала опция на материята да надделее. Експериментът Alpha откри нови пътища за решение на този въпрос, като подтикна научната общественост да навлезе по-дълбоко в тайните на физиката на частиците и антиматерията.
Гравитационното рухване на антиматерията
В основата на опита Alpha е наблюдението на колапса на антиводородни атоми. Атомите, попаднали в магнитния капан, постепенно се освобождават, като се понижава силата на магнитното поле. Това следено освобождение разрешава на учените да следят в каква посока „ падат “ атомите и да измерят въздействието на гравитацията. В над дузина опити учените са променяли силата на магнитното поле както в горната, по този начин и в долната част на клопката. Тази смяна е направена, с цел да се отстраняват вероятните неточности. Резултатите разкрили незабравим факт: когато отслабените магнитни полета били точно уравновесени в горната и долната част, към 80% от антиводородните атоми анихилирали под клопката. Този резултат недвусмислено удостоверява, че гравитацията въздейства върху рухването на антиводорода по същия метод, както въздейства върху рухването на елементарната материя.
Материя и антиматерия: вероятности за развиване
По принцип материята и антиматерията са равностойни, като се изключи противоположния електрически заряд на частиците. Въпреки това една от най-дълбоките загадки на актуалната физика е известна като „ барионна асиметрия„. Въпреки привидната равностойност на частиците, Вселената е формирана най-вече от материя и доста лимитирано количество антиматерия. Това събитие занимава учените по целия свят, които търсят пояснение на тази асиметрия.
Въпреки че това изобретение подхожда на предвижданията на общата доктрина на относителността, учените считат, че настоящето равнище на акуратност към момента не разрешава нови констатации за гравитацията въз основа на към този момент известното. Бъдещото предизвикателство е да се ревизират теоретичните предсказания с по-голяма акуратност. Авторите на проучването също по този начин учат взаимоотношението на антиводорода с електромагнитно лъчение благодарение на спектроскопия. Това проучване може да разкрие спомагателни детайлности за държанието на антиводорода и да помогне за установяване на разликите му с водорода.
