Παγιδεύτηκαν άτομα αντι-ύλης στο CERN: τι είναι, έκρηξη

Οι επιστήμονες του CERN κατάφεραν για πρώτη φορά να παγιδεύσουν 38 άτομα αντιύλης. Τι είναι η αντι-ύλη και πώς αποφεύγεται η ενεργειακή έκρηξη από τη συνάντηση ύλης-αντιύλης;

Μεγάλο επίτευγμα θεωρείται η πρώτη απομόνωση ατόμων αντιύλης στο CERN της Ελβετίας, συγκεκριμένα αντι-υδρογόνου. Αντι-υδρογόνο είχε παραχθεί ξανά στο παρελθόν, είχε όμως τότε καταστραφεί αμέσως μόλις είχε έρθει σε επαφή με την κανονική ύλη. Αυτή τη φορά κατέστη δυνατό τα άτομα αντιύλης να διατηρηθούν, σε συνθήκες κενού, έστω και για κλάσματα του δευτερολέπτου.

Οι 40 ερευνητές από επτά χώρες, που απάρτιζαν την ερευνητική ομάδα του πειράματος Alpha του CERN, με εκπρόσωπο τον φυσικό Τζέφρι Χανγκστ του πανεπιστημίου Άρχους της Δανίας, μετά από πέντε χρόνια προσπαθειών, παρουσίασαν το επίτευγμά τους στο περιοδικό Nature. Όπως ανέφεραν, η ικανότητα μελέτης τέτοιων ατόμων αντιύλης θα επιτρέψει στο μέλλον την πραγματοποίηση αδύνατων μέχρι σήμερα πειραμάτων πάνω σε θεμελιώδη αξιώματα της φυσικής.

Το κυρίαρχο «Καθιερωμένο Μοντέλο» της Φυσικής -με βάση τις θεωρίες του Βρετανού φυσικού Πολ Ντιράκ από το 1931- υποστηρίζει ότι κάθε σωματίδιο στη φύση (πρωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια και άλλα πιο «εξωτικά») έχει το αντίστοιχο αντι-σωματίδιο. Για παράδειγμα, στο ηλεκτρόνιο αντιστοιχεί το ποζιτρόνιο, το οποίο αξιοποιείται και σε μια ειδική τεχνική τομογραφίας.

Ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα που απασχολεί τους φυσικούς, είναι γιατί ο κόσμος αποτελείται βασικά πια από ύλη παρά από αντιύλη, η οποία είναι σχετικά σπάνια, παρόλο που όμοιες ποσότητες από τις δύο αυτές καταστάσεις της ύλης πιστεύεται ότι δημιουργήθηκαν κατά τη γέννηση του σύμπαντος.

Η παραγωγή αντι-σωματιδίων (π.χ. αντι-πρωτονίων) είναι συνηθισμένη στο εργαστήριο, όμως η δημιουργία ολόκληρων ατόμων από αυτά τα αντι-σωματίδια είναι πιο πολύ δύσκολο έργο, που για πρώτη φορά κατέστη εφικτό το 2002 από ερευνητές πάλι του CERN, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζέραλντ Γκαμπιέλζε του πανεπιστημίου Χάρβαρντ.

Το νέο επίτευγμα, η δημιουργία ατόμων αντι-υδρογόνου (που αποτελούνται από ένα θετικά φορτισμένο ποζιτρόνιο και ένα αρνητικά φορτισμένο αντι-πρωτόνιο) που να διατηρηθούν έστω και λίγο χρόνο, ήταν πιο δύσκολη, επειδή έπρεπε να βρεθεί ένας τρόπος αυτά τα άτομα αντιύλης να μην έρθουν σε επαφή με άτομα κανονικής ύλης, για να μην εξαφανιστούν μέσα σε μια ενεργειακή λάμψη. Αυτή τη φορά, οι επιστήμονες κατόρθωσαν να δημιουργήσουν ένα ισχυρό «μαγνητικό μπουκάλι (πεδίο)» γύρω από το οποίο δημιουργήθηκαν και «παγιδεύτηκαν» τα άτομα αντι-υδρογόνου.

Οι ερευνητές απέδειξαν ότι, ανάμεσα σε συνολικά 10 εκατομμύρια αντι-πρωτόνια και 700 εκατομμύρια ποζιτρόνια, σχηματίστηκαν 38 σταθερά άτομα αντι-υδρογόνου, το καθένα από τα οποία «έζησε» για περίπου δύο δέκατα του δευτερολέπτου. Το επόμενο βήμα θα είναι να παραχθούν ακόμα περισσότερα άτομα αντι-υδρογόνου και να διατηρηθούν σε ύπαρξη για ακόμα μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ώστε να μελετηθούν καλύτερα.

Στόχος των επιστημόνων είναι επιτέλους να μπορέσουν να συγκρίνουν με την ησυχία τους τα άτομα υδρογόνου και αντι-υδρογόνου, ώστε να καταλάβουν τις διαφορές ύλης-αντιύλης. Οι φυσικοί έχουν ήδη συγκρίνει υπο-ατομικά σωματίδια (πρωτόνια και αντι-πρωτόνια), αλλά το επόμενο πιο ουσιαστικό βήμα θα είναι η σύγκριση ολόκληρων ατόμων από τις δύο διαφορετικές μορφές ύλης.

Διαβάστε τη λύση του μυστηρίου Τρίγωνο των Βερμούδων και γιατί το National Geographic χαρακτήρισε το Stonehenge της Αγγλίας μεγάλη απάτη.

ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗ

ΓΡΑΨΤΕ ΕΝΑ ΣΧΟΛΙΟ

Κάνε Like στο Fimes.gr