Физики, изучающие антиводород — антипротон в паре с антиэлектроном или позитроном — убедительно доказали, что гравитация тянет его вниз, а не толкает вверх. Что касается гравитации, то и материя, и ее зеркальный двойник с перевернутым зарядом, антиматерия, заслуживают больших и теплых объятий. Это исследование было опубликовано в журнале Nature.
Недавний эксперимент международного сотрудничества в области антиводородной лазерной физики позволил провести первое прямое измерение свободно падающего антивещества (видео можно посмотреть ниже).
Если бы результаты были иными, мы, возможно, наконец получили бы первое достоверное представление о том, куда отправилась половина Вселенной около 13,4 миллиардов лет назад.
Антиматерия — это квантовая тень привычного вида материи, из которой состоят объекты нашей повседневной жизни.
Поменяв местами заряд (и несколько других, более тонких характеристик) электрона, вы получите столь же крошечную, но положительно заряженную частицу, называемую позитроном.
Построив протон из антикварков, вы получите отрицательный эквивалент, называемый антипротоном.
А если сложить эти два вместе? Вы получаете атом антиводорода с положительной частицей, вращающейся вокруг отрицательного ядра.
Вселенная не стесняется создавать частицы антивещества, по крайней мере, не больше, чем создает материю. Но если свести их вместе, их противоположные вкусы быстро исчезнут, и не останется ничего, кроме быстро расширяющегося пузыря гамма-лучей, позволяющего предположить, что они когда-либо существовали.
Этот очевидный факт космической бухгалтерии представляет собой загадку: почему у нас есть Вселенная, наполненная звездами-материями, планетами-материями и галактиками-материями, если эквивалентное количество антиматерии появилось в бушующей печи Большого Взрыва немедленно, чтобы отменить ее?
В то время как некоторые физики подвергают сомнению предпосылки создания и уничтожения антиматерии, другие ставят под сомнение предположения о фундаментальном поведении зеркального двойника.
Например, если бы позитроны отталкивались гравитацией, а не притягивались, два вида материи могли бы быть разделены на ранних этапах создания Вселенной.
Это отличная идея, даже если она не поддерживается теорией.
«Если бы антиводород каким-то образом отличался от водорода, это было бы революционным явлением, потому что физические законы, как в квантовой механике, так и в гравитации, гласят, что поведение должно быть одинаковым», — говорит Джонатан Вуртеле, физик плазмы из Калифорнийского университета в Беркли. «Однако никто не узнает, пока не проведет эксперимент».
Проведение такого эксперимента легче сказать, чем сделать.
Мы сравнивали влияние гравитации на различные виды материи в соответствии с так называемым принципом слабой эквивалентности задолго до того, как Галилей якобы сбросил боеприпасы с вершины башни в Пизе.
Сбросить массу, состоящую из антиматерии, — это совсем другая игра.
Во-первых, хотя мы можем синтезировать его с помощью коллайдера частиц, за всю историю было произведено лишь несколько нанограммов антипротонов и позитронов.
Замедление антивещества, его хранение и транспортировка античастиц для экспериментов — проблема номер два.
Однако, возможно, самым большим препятствием является невероятная слабость самой гравитации по сравнению с невероятной мощью электромагнетизма. Сила гравитации, действующая на одиночный протон, находящийся на поверхности Земли, такая же, как электрическое поле с напряженностью всего 0,000001 вольт на квадратный метр.
Магнитные поля еще более губительны, требуя от экспериментаторов нестандартного мышления при разработке способов увидеть, падает ли объект из антивещества так, как будто он состоит из материи.
В 2022 году исследователи нашли косвенные доказательства того, что они одинаково реагировали на гравитацию. Гоня два вида материи вокруг ловушки в течение 18 месяцев, они не обнаружили никаких признаков того, что гравитация оказывает различное влияние на антиматерию.
Чтобы продвинуть эксперименты еще на один шаг, АЛЬФА разработала вертикальную вакуумную камеру с регулируемыми магнитными полями и «сбросила» частицы антиводорода вниз по ее центру.
«Говоря в общих чертах, мы создаем антиматерию и проводим эксперимент типа Пизанской башни», — говорит Вюртеле.
Контролируемо изменяя магнитные поля, исследователи смогли нейтрализовать их эффекты, оставив притяжение гравитации смещать больше частиц в сторону Земли, а не в сторону неба с ускорением.
Эксперимент означает, что мы можем отказаться от предположений о том, что гравитация выделила антивещество из пепла Большого взрыва, по крайней мере, на данный момент.
Тем не менее, все еще существует небольшая вероятность того, что гравитация любит одного из близнецов материи немного больше, чем другого. Если это так, это может объяснить, почему мы унаследовали целую Вселенную.
Выявлен мозговой путь, помогающий матерям устанавливать связь с младенцами
Уход за новорожденным требует огромных усилий. Молодая мать кормит, согревает, убирает и охраняет своего малыша практически круглосуточно. Что-то в её мозгу должно оправдать все эти усилия. Долгое время открытым оставался…
Древние люди выработали удивительный способ выживания в ледниковый период
За последние несколько сотен тысяч лет мир сильно изменился, порой настолько, что эволюции, казалось бы, трудно за ним угнаться. Однако наш вид обладает удивительной устойчивостью, неоднократно находя способы выживания в…
Химический состав Земли колебался во время пяти крупнейших массовых вымираний
Жизнь на Земле, начиная с простых микроорганизмов, которые эволюционировали и диверсифицировались до невероятного разнообразия видов, существующих сегодня, всегда была бурной. Массовые вымирания происходят, казалось бы, без предупреждения, уничтожая бесчисленное количество…
Одна из самых масштабных атак с начала года и 791 БПЛА. Атака ВСУ на российские регионы
Атака беспилотников ВСУ в ночь на 18 августа стала одной из самых массированных с начала года, следует из подсчетов ТАСС на основе данных Минобороны России. Над регионами страны, акваториями Азовского…
Шуваев: за сутки в Белгородской области от атак ВСУ пострадали 20 человек
Вооруженные силы Украины продолжают атаковать территорию Белгородской области, за минувшие сутки в результате ударов ранения получили 20 мирных жителей. Об этом сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев. "В Белгороде, Белгородском,…
Мирошник: 69 мирных жителей России погибли за неделю от ударов ВСУ
На территории РФ от обстрелов киевского режима в период с 10 по 16 августа погибли 69 мирных жителей, в числе которых 3 детей. Еще 406 гражданских ранены, включая 16 несовершеннолетних,…
Как русские солдаты выиграли последний бой Второй мировой войны
18 августа 1945 года советские войска начали высадку на остров Шумшу. Это был самый близкий к Камчат...
Древнеегипетская гробница показывает, как изменились погребальные обычаи
Гробница в Фиванском некрополе близ Луксора предоставляет подробные сведения о том, как древние егип...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".