Vedci z kolaborácie jedenástich univerzít, známej ako kolaborácia ALPHA sídliaca v CERNe, dokázali ochladiť antihmotu na teploty blížiace sa veľmi blízko k absolútnej nule. Po prvý raz sa im to podarilo za pomoci laserov, informuje University of British Columbia. Laserové chladenie bolo v minulosti využité len pri klasickej hmote a tento objav predstavuje novú revolúciu v časticovej fyzike.

Skok vpred vo výskume antihmoty a budúcnosť experimentov

Vedci použili laserový systém vyrobený v Kanade a úspešne ním ochladili drobnú vzorku antihmoty, konkrétne atómy anti-vodíka. Zverejnené výsledky sú dôsledkom dlhoročného výskumu a špičkového inžinierstva vykonaného na Univerzite Britskej Kolumbia, ktorú v úsilí podporovali aj partnerské univerzity.

Dr. Takamasa Momose, jeden z výskumníkov, je presvedčený, že pomocou tejto technológie dokážu vyriešiť staré záhady týkajúce sa interakcií medzi antihmotou a gravitáciou alebo objasniť, či nám môže antihmota pomôcť pochopiť symetriu vo fyzike.

Chladenie atómovou pomocou laserov poznáme už štyri dekády a v jadrovej fyzike spôsobilo obrovskú revolúciu. Až dodnes však nebola táto metóda nikdy použitá na chladenie antihmoty – táto metóda má potenciál priniesť úplne nové poznatky z oblasti časticovej fyziky a lepšie objasniť, prečo je vesmír zložený len z hmoty a zo žiadnej antihmoty.

Metóda laserového chladenia mení celú fyziku

Aj keď je fotón nehmotný, je nositeľom hybnosti a práve vďaka tomu dokáže vplývať na objekt silou, keď sa s ním zrazí. Laserové chladenie je teda spomalenie pohybu atómov aplikovaním tejto sily. Túto metódu v minulosti štúdie využili pri výskume kvantových plynov, atómových hodín a pri testoch fundamentálnej fyziky, nikdy však nie pri výskume antihmoty.

Laserové chladenie je v tomto prípade aplikované len v jednom smere, avšak pasca, v ktorej sú atómy zachytené, prenáša silu do všetkých troch osí. Vedci v štúdii zverejnenej v žurnále Nature píšu, že objav drasticky napomôže spektroskopii a gravitačnému výskumu anti-vodíka, ako aj pri výskume samotnej gravitácie –len nedávno sa podarilo zmerať zatiaľ najmenšie gravitačné pole.

Takamasa Momose / UBC

Podľa modelov Veľkého tresku by sa mal totiž vesmír skladať z rovnakého množstva hmoty a antihmoty. Dr. Makoto Fujivara, hovorca ALPHA-Canada, chce vytvoriť „fontánu“ anti-atómov.

Vytvoriť ju chce vrhaním laserom chladených anti-atómov do prázdneho priestoru, čím by získali priestor pre úplne nové merania. Vedci sú navyše o krok bližšie k tvorbe anti-molekúl, keďže pomocou laseru dokážu spájať anti-atómy.