въпрос е обект на гравитационно привличане. Общата теория на относителността на Айнщайн предсказа, че антиматерията също трябва да падне на Земята по същия начин. Досега обаче няма преки експериментални доказателства, които да показват това. Експериментът ALPHA в CERN е първият директен експеримент, който наблюдава ефекта на тегло върху движението на антиматерията. Констатациите изключват отблъскваща „антигравитация“ и твърдят, че тегло влияния значение и антиматерията по подобен начин. Беше наблюдавано, че атомите на антиводорода (позитрон орбита антипротон) падна на Земята по същия начин като атомите на водорода.
Антиматерията се състои от античастици (позитроните, антипротоните и антинеутроните са античастици на електрони, протони и неутрони). въпрос и антиматерията се унищожават напълно, когато влязат в контакт, оставяйки след себе си енергия.
въпрос и антиматерията са създадени в равни количества в началото вселена от Big Bang. Сега обаче не намираме антиматерия в природата (асиметрия материя-антиматерия). Материята доминира. В резултат разбирането на свойствата и поведението на антиматерията е непълно. По отношение на ефекта на гравитацията върху движението на антиматерията, общата теория на относителността предвиждаше, че антиматерията също трябва да бъде повлияна по подобен начин, но нямаше пряко експериментално наблюдение, което да потвърди това. Някои дори твърдяха, че за разлика от материята (която е обект на гравитационно привличане), антиматерия може да бъде обект на отблъскваща „антигравитация“, което беше изключено от наскоро публикуваните открития на експеримента ALPHA на CERN.
Първата стъпка беше да се направят антиатоми в лабораторията и да се контролират, за да се избегне срещата им с материята и унищожаването им. Лесно може да звучи, но отне повече от три десетилетия, за да го направим. Изследователите се фокусират върху антиводородни атоми като идеална система за изследване на гравитационното поведение на антиматерията, тъй като антиводородните атоми са електрически неутрални и стабилни частици на антиматерията. Изследователският екип взе отрицателно заредени антипротони, произведени в лабораторията, и ги свърза с положително заредени позитрони от източник на натрий-22, за да създаде антиводородни атоми, които впоследствие бяха затворени в магнитен капан, за да се предотврати анихилация с атоми на материята. Магнитният капан беше изключен, за да позволи на антиводородните атоми да избягат по контролиран начин във вертикален апарат ALPHA-g и бяха измерени вертикалните позиции, при които антиводородните атоми се анихилират с материята. Изследователите са хванали групи от около 100 антиводородни атома. Те бавно освобождават антиатоми от една група за период от 20 секунди чрез намаляване на тока в горния и долния магнит. Те откриха, че съотношението на антиатомите, съществуващи през горната и долната част, съответства на резултатите за атомите от симулациите. Установено е също, че ускорението на антиводороден атом е в съответствие с добре известното ускорение, дължащо се на тегло между материята и Земята, което предполага, че антиматерията е обект на същото гравитационно привличане като материята, а не на някаква отблъскваща „антигравитация“.
Това откритие е крайъгълен камък в изследването на гравитационното поведение на антиматерията.
***
Източници:
- CERN 2023. Новини – Експериментът ALPHA в CERN наблюдава влиянието на гравитацията върху антиматерията. Публикувано на 27 септември 2023 г. Достъпно на https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Посетен на 27 септември 2023 г.
- Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. et al. Наблюдение на ефекта на гравитацията върху движението на антиматерията. Nature 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
***
