Věděli jste, že nejdražší látkou na světě je antihmota? Podle oficiálních údajů NASA stojí jeden miligram pozitronů této vzácné látky přibližně 25 milionů dolarů! Zároveň je obtížné získat antihmotu v laboratorních podmínkách, protože všechny předchozí pokusy vytvořit jedinečný zdroj energie selhaly. Proč? Zdá se, že odpověď na tuto otázku může být skryta ve velmi častých a záhadných částicích - neutrinách.
Co je antihmota?
Ve fyzice je antihmota jednoduše „protikladem“hmoty. Jde o to, že částice antihmoty mají vždy stejnou hmotnost jako jejich protějšky, zatímco mají poněkud odlišné „obrácené“vlastnosti. Takže protony v hmotě mají kladný náboj a antiprotony záporný náboj. Antihmota může být teoreticky vytvořena v laboratoři srážkou vysokoenergetických částic, ale tyto události téměř vždy vytvářejí stejné části antihmoty i hmoty, a když se dvě protilehlé částice dostanou do vzájemného kontaktu, jsou zničeny silnou vlnou čisté energie.
Fyzikové hádanky jsou, že téměř všechno ve vesmíru, včetně lidí, je vyrobeno spíše z hmoty než ze stejných částí hmoty a antihmoty. Hledajíc nápady, které by mohly vysvětlit, co brání našemu vesmíru ve vytváření samostatných galaxií vyrobených z antihmoty, vědci našli nějaký důkaz, že odpověď se může skrývat ve velmi běžných, ale špatně chápaných částicích, které jsou lidstvu známy jako neutrina.
Mohou neutrina interagovat s antihmotou?
Tým vědců vedený Christopherem Moherem nedávno zveřejnil výsledky prvního souboru experimentů zaměřených na studium vlastností neutrin, aby bylo možné odpovědět na otázky o povaze antihmoty. Podle plánů vědců tedy může v nejbližší budoucnosti provést osoba hluboký mořský neutrinový experiment (DUNE), což je vytvoření experimentálního zařízení pro výzkum neutrinové vědy a fyziky částic.
Propagační video:
Aby vědci pochopili podstatu interakce neutrin a antihmoty, plánují vytvořit unikátní podzemní nástroj zvaný DUNE.
Tým vědců vedený Christopherem Moherem nedávno zveřejnil výsledky prvního souboru experimentů zaměřených na studium vlastností neutrin, aby bylo možné odpovědět na otázky o povaze antihmoty. Podle plánů vědců tedy může v nejbližší budoucnosti provést osoba hluboký mořský neutrinový experiment (DUNE), což je vytvoření experimentálního zařízení pro výzkum neutrinové vědy a fyziky částic.
V současné době provádějí známí srážci částic, jako je Velký Hadron Collider v CERNu, experimenty na kvarcích - částicích, které „konstruují“protony a neutrony atomového jádra. Těmito experimenty bylo zjištěno, že hmota a antihmota jsou skutečně symetrické. Současně experimenty na leptonech - světlo, slabě interagující s částicemi hmoty, naznačují, že tyto částice mohou lépe vysvětlit univerzální asymetrii standardní hmoty a antihmoty.
Problém se studiem neutrin je v tom, že tyto malé částice zřídka interagují s jinými částicemi. Nalezení těchto vzácných interakcí znamená, že vědci musí studovat velké množství neutrin během dlouhého časového období. Navíc, konstantní tok mionů z interakcí kosmického paprsku v horní atmosféře může ztížit detekci již tak vzácných interakcí.
Vědci se domnívají, že abychom vyřešili problém, který ohrožuje studium neutrinových částic, musíme sestoupit asi jeden a půl kilometru na Zemi, postavit několik 10tunových detektorů a naplnit je zevnitř kapalným argonem. Ihned poté se vědcům navrhuje vypustit neutrinový paprsek ve směru instalace, který musí být předtím vyroben v nedalekém urychlovači částic. Podle autorů programu DUNE bude tato instalace umístěna do roku 2022 v podzemním výzkumném středisku v Sanfordu poblíž Chicaga a možná bude schopna pomoci při studiu vlastností interakce mezi neutrinem a antihmotou.
Přestože studium neutrinových částic může trvat více než tucet let, autoři se domnívají, že projekt DUNE může nejen odpovědět na mnoho zdánlivě nerozpustných otázek z oblasti astrofyziky, matematiky a fyziky částic, ale může dokonce obsahovat klíč k porozumění o tom, jak a proč jsme se my a já mohli objevit v našem vesmíru. Ale to je už vzrušující.
Daria Eletskaya