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.
Ученые разгадали 40-летнюю загадку объекта, возвышающегося над Млечным путем
На протяжении четырех десятилетий астрономы ломали голову над гигантской петлей, которая, по-видимому, разрастается из центра Млечного пути. Известная как центральная доля Галактики (GCL), эта структура объясняется самыми разными причинами: от…
Астрономы наконец-то нашли объяснение вековой загадке звёздного неба
Более века астрономы ломают голову над странным несоответствием в исторических данных. Тета Эридани, скромная звезда в созвездии Эридана, является третьей по яркости звездой в своем созвездии, ее звездная величина составляет…
Городские голуби живут бок о бок с людьми уже 3500 лет
Новое исследование показало, что жители Кипра разводили и кормили голубей около 3500 лет назад. Они относились к диким сизым голубям, которые сегодня являются городскими птицами, как к животным, находящимся под…
Попадание в многоквартирный дом во Владимире и 209 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 209 украинских беспилотников над российскими регионами, а также акваториями Азовского и Черного морей, сообщили в Минобороны РФ. Пожар возник в результате попадания беспилотного…
Мирошник: 69 жителей России погибли от ударов ВСУ за неделю, 364 получили ранения
Почти 70 мирных жителей РФ, включая двоих детей, погибли за неделю от ударов со стороны Вооруженных сил Украины (ВСУ), более 360 человек, в том числе 12 несовершеннолетних, получили ранения. Об…
ФСБ России предотвратила теракт на крупном предприятии на Урале
Сотрудники ФСБ предотвратили теракт спецслужб Украины на одном из крупных промышленных предприятий на Урале. Готовивший теракт 60-летний житель Тюмени ликвидирован при оказании вооруженного сопротивления, сообщили в Центре общественных связей (ЦОС)…
Можно ли разорвать ядерное кольцо вокруг России
Вместо трех стран НАТО, юридически и фактически обладающих ядерным оружием, есть еще пять с американ...
Неандертальцев питались либо мамонтами, либо невероятным количеством личинок
Вот что не совсем сходится в данных о неандертальцах. Судя по типу азота, обнаруженного в их коллаге...
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)".