Физиците извършиха първите точни измервания как светлината взаимодейства с частиците на антиматерията и не откриха значителни разлики в поведението й в сравнение с обикновената материя, което отново накара учените да се чудят защо Вселената съществува. Техните открития са публикувани в списанието Nature.
„Това са първите реални спектроскопични измервания на свойствата на антиматерията, получени с лазери. Свръхвисоката точност на последните ни измервания беше основно постижение за нашия екип. От 30 години се опитваме да достигнем тази цел и най-накрая успяхме да осъществим тази мечта “, заяви Джефри Хангст, официален представител на сътрудничеството на ALPHA.
Според учените днес, в първите моменти след Големия взрив се появило равно количество материя и антиматерия. В същото време Стандартният модел на физиката казва, че свойствата на антиматериалните частици отразяват характеристиките на техните близнаци, с изключение на заряда. С други думи, химичните и физичните свойства на атомите на антиматерията и материята трябва да бъдат идентични.
Тъй като материята и антиматерията унищожават при сблъсък, по време на раждането на Вселената, техните частици трябваше да се унищожават, като лишават Вселената от всички резерви както на материята, така и на антиматерията. Затова възниква въпросът - къде антиматерията „изчезна“и защо Вселената съществува.
Смята се, че една от причините за "асиметрията на материята" може да се крие в съществуването на малки, но по-значителни разлики в структурата и свойствата на антиматериалните частици. През последните години физиците откриха няколко намеци, че такива различия, например, в масата на протоните и антипротоните, все още съществуват, но точната им промяна е възпрепятствана от ниската точност на инструментите и микроскопичния мащаб на тази асиметрия.
Ангст и неговите колеги се опитват в продължение на много години да намерят намеци за разлики в свойствата на материята и антиматерията, използвайки устройството ALPHA-2, специален капан за позитрони и антипротони, принуждавайки ги да комбинират и образуват единични атоми на антиматерията. Поради абсолютната изолация атомите на антиматерията могат да съществуват в този капан в продължение на няколко дни, без да се разлагат или унищожават.
Екипът на ALPHA отдавна се опитва да измери спектъра на антихидрогенните атоми, сравняването на които с подобни данни за водорода ще покаже дали светлината взаимодейства по един и същи начин с две форми на материята и дали има дори най-малките разлики в масата на техните частици.
Първите резултати от този вид са получени преди шест и две години, но тези измервания не са точни поради факта, че не са извършени директно, а косвено, като се наблюдават последствията от сблъсъка на частици антиматерия и материя. Учените бяха принудени да действат по този начин поради факта, че има твърде малко антихидрогенни атоми. Това попречи на търсенето на възможни следи от „новата физика“и разкриването на мистерията на загубата на антиматерия.
Промоционално видео:
Ангст и неговите колеги успяха да разрешат този проблем, като промениха структурата на капана по такъв начин, че да им позволи да облъчват антихидроген със седем вида лазерни лъчи наведнъж. Чрез комбиниране на снимки, получени по време на такъв „обстрел“, учените успяха да увеличат точността на измерванията със 100 пъти и да постигнат ниво на грешка, ненадвишаващо две части на трилион. Това е само три порядъка по-малко от точността, постигната при "изстрелване" на водород.
Както и в последните два пъти, спектрите на материята и антиматерията напълно съвпадат, което предполага, че те си взаимодействат със светлината по същия начин и, вероятно, имат идентична маса. В съчетание с други скорошни измервания на други свойства на антипротоните, това откритие кара учените все по-често да се чудят къде се крие разликата между материя и антиматерия.
Първите отговори на тези въпроси, както се надяват Ангст и неговите колеги, ще бъдат получени съвсем скоро, когато ALPHA-2 се модернизира и разшири, което ще увеличи точността на измерванията на спектъра с няколко порядъка и ще се доближи до разрешаването на тайната на съществуването на Вселената.
