Фізики більш ніж у 10 тисяч разів збільшили термін, протягом якого їм вдається зберігати атоми антиречовини

Фізики більш ніж у 10 тисяч разів збільшили термін, протягом якого їм вдається зберігати атоми антиречовини, не виявлені в природі, – атоми антиводню вченим вдалося утримати від «загибелі» протягом майже 17 хвилин, йдеться у статті колаборації ALPHA, розміщеній в електронній бібліотеці Корнеллського університету.

Дослідники вважають, що це допоможе вивчити властивості антиматерії і наблизитися до розгадки таємниці майже повної її відсутності в спостережуваної Всесвіту.

«Раніше ми продемонстрували утримання атомів антиводню… протягом 172 мілісекунд… Тут ми повідомляємо про спостереження утримання антиводню протягом 1000 секунд, що на чотири порядки більше колишнього результату», – йдеться в статті.

Невловима антиматерія

Антиматерія влаштована так само, як звичайна, але складається з античастинок: роль електронів в її атомах грають позитивно заряджені позитрони, роль протонів – негативні антипротоны, а нейтронів – антинейтроны (що не мають заряду, як і нейтрон, але зі зворотним магнітним моментом). Після Великого вибуху у Всесвіті повинно було виникнути рівну кількість матерії і антиматерії, але остання з невідомих причин зникла, і в природі спостерігаються лише окремі античастки, в основному позитрони.

Перші античастки – позитрони – були відкриті в 1930-х роках, в 1955 році вдалося отримати антипротон. Проте спроби «зібрати» їх атомів антиводню не вдавалися до середини 1990-х років, коли в Європейській організації ядерних досліджень (ЦЕРН) були отримані перші десять атомів антиводню в результаті взаємодії пучків антипротонів і позитронів в прискорювачі LEAR. Однак відразу після виникнення атоми антиречовини зникали в результаті анігіляції із звичайною речовиною.

Пошуками антиматерії займеться розроблений за участю фізиків Церну прилад AMS (магнітний альфа-спектрометр), який відправиться в космос в кінці квітня на борту шатла «Індевор».

Хитра пастка

Утримувати нейтральні атоми антиречовини значно складніше, ніж окремі частинки, оскільки вони не володіють електричним зарядом і їх не можна «схопити» електромагнітним полем. Однак колаборація (науковий колектив) ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) в Церні винайшла спосіб отримувати і зберігати «холодні» атоми антиводню.

Для отримання антиводню використовується потік антипротонів з прискорювача AD (antiproton decelerator), який гальмується й охолоджується, а потім змішується з хмарою позитронів. За секунду такої взаємодії народжується близько 6 тисяч атомів антиводню, але більша їх частина анігілює при зіткненні зі стінками камери.

Автори дослідження раніше розробили спеціальний пристрій-пастку, усередині якого створюється дуже потужне і складне по конфігурації магнітне поле, яке не дає атомів антиводню зустрітися зі звичайною матерією і анігілювати. Пастка дозволяла утримувати атоми антиводню протягом приблизно однієї десятої частки секунди – це досить довгий термін, щоб досліджувати властивості антиматерії, наприклад, отримати її спектр.

Цього разу фізикам вдалося утримати антиводень протягом 16 хвилин 40 секунд. Таке досягнення відкриває шлях для повноцінних досліджень антиматерії і пошуку її відмінностей від звичайної матерії. А це в свою чергу допоможе фізикам зрозуміти, в чому ж полягає загадкова «вразливість» антиматерії, яка призвела до її зникнення.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *