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
Prirovnávajú ho k Hviezde smrti. Objekt blízko Zeme pred nami celú dobu skrýval obrovské tajomstvo
Z chemikálie vytvorili potravinu. Čínski vedci hlásia úspech, nepotrebovali ani pôdu, vodu a rastlinu
Vedci dostali veľkú nádej. Zistili, kde sú na Marse ukryté stopy dávneho života
Vedci objavili záhadné „zhluky“ v hlbinách Zeme. Môžu kedykoľvek rozpútať peklo, ktoré postihlo dinosaury
Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Skrytí zabijaci mozgu: Vedci odhalili vyše 200 skrytých vinníkov, ktorí ničia mozog pri starnutí
Rekordný júl: Odvážny Slovák stavil 200-tisíc eur, ďalší zbohatol o 13 332 %
Vedci rozlúštili 3 000 rokov starý poklad z Babylonu. Pomohla im umelá inteligencia
Polícia vyšetruje úmrtie 4-ročného chlapca. Tragédia sa odohrala pri Liptovskej Mare
Nehoda lietadla pri Londýne: Letisko uzatvorili, stroj sa premenil na ohnivú guľu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- VIDEO: V Kanade natočili pri búrke záhadnú modrú guľu. Môže ísť o fenomén, ktorý rozdeľuje vedu
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Koniec drahého odsoľovania: Z morskej vody vedci získajú čistú vodu aj drahú surovinu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- Slováci tajne dovážajú smartfóny z Ázie za stovky eur lacnejšie. Prečo sa im to oplatí a ako škodia operátorom?
- Koniec drahého odsoľovania: Z morskej vody vedci získajú čistú vodu aj drahú surovinu
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
Poslanci európskeho štátu chcú zaviesť kuriózny poplatok. Zaplatíš za to, že prechádzaš jeho územím
ÚRSO varuje: Brusel nás môže uvrhnúť do energetickej krízy, môže za to plyn
Slovensko je pod paľbou. Trumpove clá môžu stáť krajinu miliardy aj 20-tisíc miest
Hotovosť je pasé: Slováci prechádzajú na digitálne platby rýchlejšie než kedykoľvek predtým
Energetici idú modernizovať Slovensko. Čaká nás prerábka, aká tu ešte nebola
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP