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
Vedci otvorili kosť mamuta a ostali v nemom úžase. Objavili úplne nový svet starý milión rokov
Majú s ňou zaujímavý zámer. Nemci stavajú čudnú pyramídu, dokončia ju o 1 000 rokov
Ľudia zbadali na oblohe modré Slnko. Vedci objasnili zvláštny nebeský úkaz, ktorý sa môže zopakovať
Žiadna náhoda, ale matematický vzorec. Život na Zemi sa riadi systémom, ktorý sa dá predpovedať
Vedci sa nestačili čudovať. Našli život na extrémnom mieste v prapodivnej podobe
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vážna nehoda na D1: Zrážka kamiónov zablokovala úsek, dopravu odkláňajú
„Pozdravte Putina a Kima, keď sa sprisahávate proti USA,“ odkázal Trump Si Ťin-pchingovi
Zdravotne znevýhodnení pocítia najväčšie zmeny za posledné roky. Do platnosti vstúpila nová reforma
Si hostí Putina, Kima a Fica: Čína ukázala novú raketu aj výkonnú laserovú zbraň (FOTO)
Pellegrini tlačí na vládu: Správu SAV musia uzavrieť, Kotlár „sa motá v chemickom zložení“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vedci sa nestačili čudovať. Našli život na extrémnom mieste v prapodivnej podobe
- Majú len 9 majiteľov a stoja dokopy 80 miliónov eur. Toto sú najdrahšie autá na svete
- Malo by dojazd 8 000 km. Američania vymysleli auto s jadrovým pohonom, skončilo to fiaskom
- EÚ ide po vodičoch. Drastické zmeny pocítia aj Slováci, za toto ti môžu zobrať vodičák (PREHĽAD)
- Letelo rýchlosťou 7 000 km/h, jeden pilot v ňom zahynul. Najrýchlejšie lietadlo sveta sa dostalo až do vesmíru
-
- Ochráni kontinent pred Rusmi aj CO₂. Európa má v rukách tajnú zbraň, odborníci zvažujú jej nasadenie
- Nemajú proti nej šancu. F-16 dostane desivú zbraň, ktorá môže zachrániť Ukrajinu
- Známy slovenský operátor odomkol tri platené stanice. Sú zadarmo pre všetkých počas celého septembra
- Sylvester Stallone ako mafián aj veľký hit Netflixu. TOP 14 noviniek na streamovacích službách v septembri
- Vedci sa nestačili čudovať. Našli život na extrémnom mieste v prapodivnej podobe
-
- AKTUÁLNE: Na Slovensku končia tri obľúbené české stanice. Toto je ich náhrada
- Ochráni kontinent pred Rusmi aj CO₂. Európa má v rukách tajnú zbraň, odborníci zvažujú jej nasadenie
- Sylvester Stallone ako mafián aj veľký hit Netflixu. TOP 14 noviniek na streamovacích službách v septembri
- Najväčší problém elektromobilov rozpustili ako cukrovú vatu. Vedci ukázali riešenie, ktoré všetko zmení
- 15 minút mu tlieskali v stoji. Najočakávanejši film Netflixu ohúril kritikov
Putin a Si Ťin-pching sa rozprávali o nesmrteľnosti. Chcú sa dožiť 150 rokov, televízia zvuk vypla
Fico to povedal Putinovi jasne: Slovensko má s ruskými energiami jasný plán, spomenul aj USA
Známy podvod opäť terorizuje celé Slovensko. Podvodníci chcú pripraviť ľudí o úspory zákerným spôsobom
Populárna športová TV aj filmová špecialita. Slovenská služba sprístupnila zákazníkom prémiové kanály
Slovensko nedokáže opraviť kľúčovú elektráreň už 10 rokov. Cena jej opravy exponenciálne stúpa
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP