Miközben ez előzetes adatok, a tudósok úgy vélik, hogy az ismételt mérések megerősítik eredeti megállapításaikat.
A CERN-en alapuló ALPHA projekt fizikusai bemutatták az antianyag-részecskék spektrumának finom szerkezetének mérésével kapcsolatos első adatokat, amelyekből következtetéseket lehet levonni a kvantumenergia-szint szerkezetéről. Ebben kiderült, hogy hasonló a rendes anyaghoz - írják a tudósok egy cikkben, amelyet a Nature tudományos folyóirat publikált.
„Az anyag és az antianyag tulajdonságainak bármilyen eltérésének felfedezése szó szerint megrázza a standard modell alapját. Ezek a mérések segítettek bennünket megvalósítani régóta fennálló álmunkban, és tanulmányozni az antianyag és a környező tér kölcsönhatásának néhány aspektusát, ideértve az alacsonyabb energiaszint eltolódásának mérését is”- kommentálta Jeffrey Hangst, az ALPHA projekt hivatalos képviselője.
A kozmológusok azt sugallják, hogy az univerzumban életének első pillanataiban az anyag és az antianyag körülbelül azonosak voltak. A részecskék valamennyi kémiai és fizikai tulajdonságának - a töltés kivételével - azonosnak kellett lennie - kivéve, ha természetesen a standard modell hiányos vagy hibás (ez az elmélet leírja az összes elemi részecske kölcsönhatásainak legtöbbjét, amelyet a tudomány jelenleg ismert).
Ez azonban ellentmond a valóság létezésének, mivel az anyag és az antianyag összes részecskének el kellett pusztítania egymást, összeütközve és megsemmisülve a Nagyrobbanás utáni első pillanatokban. Ezért a tudósok évtizedek óta vitatkoznak és azon töprengenek, vajon miért nincs gyakorlatilag antimateria a megfigyelhető univerzumban.
Sok fizikus úgy gondolja, hogy erre a rejtvényre a válasz az antianyag és az anyag részecskéinek tulajdonságainak, viselkedésének és szerkezetének legkisebb különbségében rejlik. A tudósok a közelmúltban számos utalást találtak arra, hogy ilyen eltérések lehetnek például a protonok és az antiprotonok tömegeiben. A fizikusok azonban még nem erősítették meg egyikük sem.
Hangst és munkatársai évek óta próbálják megtalálni őket az ALPHA-2 műszerrel, a pozitronok és az antiprotonok speciális mágneses csapdájával, amely arra készteti őket, hogy egyes antimatikus atomokat képezzenek. Az első ilyen jellegű mérések, amelyeket a tudósok 2012-ben, 2016-ban és 2018-ban végeztek, azt mutatták, hogy nincs különbség abban, ahogy a fény gerjeszti az elektronokat és a pozitronokat az antitest és az atom atomjaiban.
Promóciós videó:
Antianyag titkai
Egy új kísérleti sorozatban a CERN tudósai először mérték az úgynevezett bárányeltolódást az antianyag számára. Ez az, amit a tudósok kis különbségeknek hívnak, ahol az atomon belül két specifikus energiaszint, a 2s és a 2p található. Az elmélet szerint helyzetüknek meg kell egyeznie, de a valóságban nem így van - kiderül, hogy egymáshoz képest eltolódtak.
Ennek a résnek a fennállása annak a ténynek köszönhető, hogy az anyag és az antianyag részecskék folyamatosan kölcsönhatásba lépnek kvantum szinten virtuális részecskék és részecskék antikeivel, amelyek folyamatosan születnek és eltűnnek a vákuumüregben. Ennek nyomai láthatók az atom úgynevezett „finom szerkezetében”, amely a spektrum szűk sávjaiból áll, amelyekbe az elméletileg becsült energiaszint megoszlik.
Az ALPHA projekt résztvevői először megvizsgálták a vonalkészlet szerkezetét úgy, hogy 90 000 antihidrogénatomot hajtottak át egy erős mágneses mezőn, majd ultraibolya lézerrel besugározták meg, és figyelték, hogy ennek eredményeként változott spektruma. A tudósok ezeket az adatokat felhasználták az antianyag bárányeltolódásának kiszámításához, és összehasonlították a hidrogén hasonló paraméterével.
Általában a kapott értékek egybeestek a rendes anyag méréseivel és az elméleti számítások eredményeivel, amelyek figyelembe vették a kvantumhatásokat. Amint Hangst hangsúlyozza, ezek az adatok még mindig előzetesek, de már most elmondhatjuk, hogy az állandó szerkezet mérései 2% -nál nagyobb mértékben térhetnek el az elmélet előrejelzéseitől, a bárányeltolódás pedig több mint 11% -kal.
A közeljövőben az ALPHA tagjai pontosabb méréseket terveznek elvégezni azáltal, hogy az antihidrogénatomokat az abszolút nulla hőmérsékletre hűtik. A tudósok reméljük, hogy ezek a megfigyelések végül megerősítik, hogy a bárányeltolódás értékei az anyag és az antianyag szempontjából megegyeznek, és segítenek a fizikusoknak pontosan megmérni az antiproton sugarat.
