Fyzikom sa podarilo zachytiť antihmotu na doteraz najdetailnejšie preskúmanie. Našli vodítka, prečo existujeme?
Fyzici z CERNu našli spôsob, ako zachytiť atóm antivodíka dostatočne dlho, aby ho mohli preskúmať podrobnejšie. Portál Wired priniesol informáciu o vzrušujúcom výskume fyzikov zo Ženevského CERNu, ktorý detailnejšie popísali v žurnále Nature.
Ich práca bola zameraná na štúdium antihmoty, konkrétne dvojča atómu vodíka v podobe antivodíka. Za pomoci komplexného experimentu ALPHA sa im ho podarilo zachytiť dostatočne dlho na to, aby ho mohli detailnejšie preskúmať.
Trošku teórie na začiatok
Ak sa pozrieme na naše dnešné chápanie fyziky častíc, zistíme, že vedci definujú pre každú časticu existenciu jej zrkadlového dvojčaťa. Takéto dvojčatá nazývame antihmota a príkladom by mohli byť elektróny, kvarky a mióny spárované s dvojčatami, ktoré nazývame pozitróny, antikvarky či antimióny.
Každá častica tak má svoje dvojča s rovnakou hmotnosťou, no vykazuje opačne nabitý elektrický náboj. Ak sa teda dvojčatá hmoty a antihmoty stretnú, dôjde k anihilácii, pri ktorej pôvodné častice zanikajú vo forme iného druhu energie. Tento proces je pomerne často sprevádzaný vznikom svetla. Príkladom by mohol byť blesk, ktorý vzniká počas búrok emitujúcich pozitróny, ktoré anihilujú s elektrónmi.
Takéto správanie je popísané takzvaným „Štandardným modelom“ fyziky častíc, no fyzici už dlhšie tušia, že nie je úplne presný. Fyzik Randolf Pohl z nemeckej Univerzity v Mainze hovorí, že „podľa Štandardného modelu by sme ani nemali existovať.“ Dôvodom je samotná anihilácia hmoty a antihmoty. Ak by platili pravidlá štandardného modelu, pri Veľkom tresku by vytvorený vesmír pozostával z rovnakého množstva hmoty a antihmoty.
Ako ďalej vysvetľuje Pohl, „hmota a antihmota by už dávno anihilovali a nezostalo by dosť hmoty na vytvorenie galaxií, hviezd, planét a ľudí.“ Vďaka štúdiu antihmoty sa tak vedci snažia prísť na to, prečo k tomu nedošlo. Preto sa aj fyzici v CERNe snažia zachytiť časticu antihmoty čo najdlhšie, aby mohli za pomoci nej nájsť vodítka k tomu, prečo v našom vesmíre prevláda práve hmota nad antihminotou.
Vodítka sa bohužiaľ nenašli, ale …
Fyzici v CERNe sa pri experimentoch ALPHA snažili o zachytenie antičastice vodíka, konkrétne antivodíka. Za pomoci špeciálnych nástrojov zahŕňajúcich magnety, kontajnery a lasery mohli častice antivodíka riadiť, zachytiť a študovať. V experimentoch sa zamerali na časť antivodíkového spektra, konkrétne na takzvané signatúry svetla, ktoré tieto kvantové častice emitujú.
Na základe frekvencie a farby vyžarovaného svetla je totižto možné odhaliť vnútornú štruktúru antivodíka, ako je napríklad trajektória jeho pozitrónu pri obiehaní antiprotonóvého jadra. Pre účely pozorovania antivodíka fyzici využili urýchľovače častíc a iné nástroje, ktoré vyprodukovali antiprotóny a pozitróny.
Následne zmiešali asi 90 000 antiprotónov s 3 miliónmi pozitrónov v rovnakom okamihu pri teplote pol stupňa nad absolútnou nulou. To viedlo k produkcii asi 30 atómov antivodíka, ktoré vedci zhromaždili v dlhom vákuovom valci. Následne na nich nasmerovali pulzný laser, ktorý spôsobil vyžarovanie svetla.
Ta pomoci toho mohli vedci skúmať spektrum vyžarovaného svetla, pričom sa sústredili hlavne na jeho ultrafialovú zložku s presnosťou na 12 desatinných miest. Na základe experimentov fyzici zistili, že ako kvantový mechanický objekt sa pozitrón riadi zvláštnymi pravidlami. Pohybovať sa môže iba po určitých trajektóriách vzhľadom na antiprotónové jadro. Tieto predpísané trajektórie súvisia s frekvenciami svetla v antivodíkovom spektre.
Pri experimentoch ALPHA teda fyzici zistili, že antivodík vykazoval identický Lambov posun s vodíkom, čo vlastne súhlasí s teóriou štandardného modelu fyziky častíc a hovorí, že dvojčatá hmoty a antihmoty by sa mali správať rovnako. To znamená, že tím fyzikov nenašiel žiadne nové vodítka o tom, prečo vesmír neanihiloval a vôbec existuje.
Stále sú však nadšení, pretože majú k dispozícii spôsob, akým môžu zachytiť atómy antihmoty, ktoré môžu naďalej skúmať aj z iných pohľadov a za pomoci odlišných prístupov. Napríklad, vedci si chcú teraz posvietiť na spôsob, akým antivodík padá. Štandardný model v skutočnosti nepredpovedá, ako by sa antivodík mal správať v gravitačnom poli Zeme, a niektorí vedci dokonca predpokladajú, že by mohol „klesať“ nahor. Veríme teda, že ich snaha bude úspešná a prinesú naozaj vzrušujúce objavy.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Začala prvá vesmírna vojna, tvrdia experti. Na orbite je rušno, čínska „armáda“ satelitov je len špička ľadovca
Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
Najstaršie múmie sveta šokovali vedcov. Objav je o celé tisícročia starší než Egypt aj Čile
Jadro Zeme ukrýva palivo na tisícky rokov. Ak ľudstvo prekoná výzvu, čaká ho neobmedzený pokrok
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
MIMORIADNE: Polícia zadržala známeho podnikateľa. Je podozrivý zo zločinu voči maloletým
Milované jedlá Slovákov rozkladajú mozgové bunky. Už po týždni sa objavujú výpadky pamäti
Investovanie sa predraží. Odvody správcovských spoločností na Slovensku stúpnu až 3,5-násobne
Andrej Danko končí vo funkcii: SNS má nového šéfa klubu
Laserový štít je realitou: Izrael spustil Iron Beam, najpokročilejšiu zbraň sveta
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
- Môže zasiahnuť ciele na celom svete. Európsky štát vyvíja jadrovú raketu s doletom 10 000 km
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
- Môže zasiahnuť ciele na celom svete. Európsky štát vyvíja jadrovú raketu s doletom 10 000 km
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
Poľsko sa výrazne vojensky vyzbrojuje. Do konca roka chce posilniť svoju kľúčovú zónu
Kybernetická éra sa ukázala v Košiciach. SlovakiaTech 2025 láme všetky očakávania
Realita o elektroautách prekvapila celé Slovensko. Len malá časť ľudí má reálnu skúsenosť za volantom
Nečakaná krajina zbrojí na úroveň veľmocí. Od Izraelu kúpila zbrane za vyše 2 miliardy eur
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP