Антиматерия, находящаяся в свободном падении, позволит ученым изучить ее взаимодействие с силами гравитации - «Наука и технологии»

На страницах нашего сайта мы неоднократно рассказывали об одной из фундаментальных космологических загадок современной науки, согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось одинаковое количество материи и анитматерии. Но сейчас, в наблюдаемой нами части Вселенной находится лишь обычная материя, а антиматерия появляется на короткое время только в местах, где происходят высокоэнергетические явления. Пытаясь найти причины такого дисбаланса, ученые изучают и сравнивают свойства материи и антиматерии, но на сегодняшний день им так и не удалось найти никаких различий в параметрах и свойствах обычного водорода и антиводорода, вида антивещества, которое достаточно просто получается в лабораторных условиях.

Антиводород получается при помощи инструмента, находящегося в распоряжении ученых Европейской организации ядерных исследований CERN, называемого замедлителем антипротонов (Antiproton Decelerator). Эта установка производит и замедляет антипротоны, антиподы обычных протонов. Установка эксперимента ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) объединяет эти антипротоны с позитронами, антиподами электронов, и в результате этого на свет появляются атомы антиводорода.

Как только исследователям удается поймать атомы антиводорода в специальную ловушку, они получают возможность их исследования точно так же, как и атомов обычного вещества. На каждом этапе эксперимента 500 пойманных в ловушку атомов антиводорода возбуждались, т.е. переводились в более высокое энергетическое состояние, светом лазера. Как и атомы обычного водорода, атомы антиводорода очень быстро возвращались в исходное энергетическое состояние, излучая фотоны света со строго определенной длиной волны.

Длины волн фотонов, излучаемых атомами антиводорода, в точности совпадают с длинами волн фотонов, излучаемых атомами водорода. С этой точки зрения и здесь не обнаружилось никаких различий между материей и антиматерией. Но ученые CERN пошли в этот раз дальше и первый раз в истории науки попробовали охладить атомы антиводорода до сверхнизкой температуры при помощи света лазера. Нельзя сказать, что ученым удалось добиться в этом деле больших успехов, но они увидели, что атомы антиводорода возбуждаются при взаимодействии с лазерным светом и испускают фотоны, что позволит позже действительно охладить их до температуры, очень близкой к температуре абсолютного нуля.

Оборудование эксперимента ALPHA в скором времени пройдет через этап модернизации, после чего оно обретет возможность отправлять атомы антиводорода в свободное падение с целью изучения их взаимодействия с земной гравитацией. Это, в свою очередь, позволит ученым увидеть разницу, если таковая существует на самом деле, во взаимодействии с гравитацией атомов нормального водорода и антиводорода. И если "гравитационная" разница будет обнаружена, то это станет первым в истории науки обнаруженным различием между свойствами и поведением материи и антиматерии.