Fyzikom sa podarilo zachytiť antihmotu na doteraz najdetailnejšie preskúmanie. Našli vodítka, prečo existujeme?
Predplatné PREMIUM na mesiac ZDARMA.
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.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Je všade okolo nás. Vedci po 70 rokoch konečne zmerali najzáhadnejší typ hmoty
Efektivitou preráža strop. NASA postavila revolučný motor
Totálny bizár: V tomto štáte vyrobia toľko elektriny, že ju predávajú za negatívne ceny
Stal sa zázrak. Legendárna sonda opäť prekvapivo komunikuje so Zemou
Energiu budeme čerpať vo vesmíre. Prvá krajina sa púšťa do solárnej elektrárne, aká tu ešte nebola
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Telekom predstavil novinku, aká tu ešte nebola. Náramne poteší jednu skupinu Slovákov
- Netflix konečne ukázal svojho Terminátora. Od tohto napínavého sci-fi sa neodlepíš
- Tvoje obľúbené filmy a seriály sú podvrh. Za všetkými stojí Severná Kórea
- Bez ľútosti ju zabili. Končí herná séria, na ktorej sme boli závislí
- Slováci už nikdy nemusia strácať čas. Vyskúšali sme prelomovú AI, práca s PC nikdy nebola lepšia
-
- Telekom predstavil novinku, aká tu ešte nebola. Náramne poteší jednu skupinu Slovákov
- Netflix konečne ukázal svojho Terminátora. Od tohto napínavého sci-fi sa neodlepíš
- Tvoje obľúbené filmy a seriály sú podvrh. Za všetkými stojí Severná Kórea
- Bez ľútosti ju zabili. Končí herná séria, na ktorej sme boli závislí
- Slováci už nikdy nemusia strácať čas. Vyskúšali sme prelomovú AI, práca s PC nikdy nebola lepšia
-
- Slováci zase naleteli. Slávnu appku okamžite vymaž, kradnú ti cez ňu heslá aj peniaze
- Vedcom padla sánka. V slnečnej sústave našli tajomný objekt
- Okamžite si skontroluj účet. Známa aplikácia Slovákom strháva desiatky eur
- Telekom predstavil novinku, aká tu ešte nebola. Náramne poteší jednu skupinu Slovákov
- Amazon začal testovať nového humanoídneho robota. Toto všetko dokáže
Podiel žien v IT na Slovensku za európskym priemerom zaostáva
Airbus zaznamenal nárasť čistého zisku o viac ako štvrtinu
Od výbuchu v atómovej elektrárni v Černobyle uplynie 38 rokov
Trojčlenná misia Šen-čou-18 odštartovala k vesmírnej stanici Tchien-kung
Hry sa budú hrať samé. Známa značka chystá úplnú absurdnosť
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené