Fyzici provedli první přesná měření toho, jak světlo interaguje s částicemi antihmoty, a nezjistili významné rozdíly ve svém chování ve srovnání s běžnou hmotou, což vědce opět přimělo vědce přemýšlet o tom, proč vesmír existuje. Jejich nálezy byly publikovány v časopise Nature.
„Toto jsou první skutečná spektroskopická měření vlastností antihmoty získaná pomocí laserů. Velmi vysoká přesnost našich nejnovějších měření byla pro náš tým velkým úspěchem. Snažili jsme se tohoto cíle dosáhnout 30 let a konečně se nám tento sen podařilo realizovat, “řekl Jeffrey Hangst, oficiální zástupce spolupráce ALPHA.
Podle vědců dnes, v prvních okamžicích po Velkém třesku, se objevilo stejné množství hmoty a antihmoty. Současně standardní fyzikální model říká, že vlastnosti částic antihmoty odrážejí vlastnosti jejich dvojčat, s výjimkou náboje. Jinými slovy, chemické a fyzikální vlastnosti atomů antihmoty a hmoty musí být stejné.
Protože hmota a antihmota se ničí při srážce, během narození vesmíru se jejich částice musely navzájem zničit, čímž zbavily vesmír všech rezerv hmoty i antihmoty. Proto vyvstává otázka - kde antihmota „zmizela“a proč existuje vesmír.
Předpokládá se, že jeden z důvodů „asymetrie hmoty“může spočívat v existenci malých, ale spíše významných rozdílů ve struktuře a vlastnostech částic antihmoty. V posledních letech fyzikové zjistili několik náznaků, že takové rozdíly, například v množství protonů a antiprotonů, stále existují, ale jejich přesné změně brání nízká přesnost nástrojů a mikroskopická škála této asymetrie.
Angst a jeho kolegové se již mnoho let snaží najít náznaky rozdílů ve vlastnostech hmoty a antihmoty pomocí zařízení ALPHA-2, speciální pasti pro pozitrony a antiprotony, což je nutí kombinovat a tvořit jednotlivé atomy antihmoty. Kvůli absolutní izolaci mohou atomy antihmoty v této pasti existovat několik dní bez rozpadu nebo zničení.
Tým ALPHA se dlouhodobě snaží měřit spektrum antihydrogenních atomů, jejichž srovnání s podobnými údaji o vodíku ukáže, zda světlo interaguje stejným způsobem se dvěma formami hmoty a zda existují dokonce i nejmenší rozdíly v hmotnosti jejich částic.
První výsledky tohoto druhu byly získány před šesti a dvěma lety, ale tato měření nebyla přesná kvůli skutečnosti, že nebyla provedena přímo, ale nepřímo, pozorovala důsledky kolize částic antihmoty a hmoty. Vědci byli nuceni jednat tímto způsobem kvůli skutečnosti, že jich bylo příliš málo. Tím se zabránilo hledání možných stop „nové fyziky“a řešení záhady zmizení antihmoty.
Propagační video:
Angst a jeho kolegové dokázali tento problém vyřešit změnou struktury pasti tak, že jim umožnili ozařovat antihydrogen sedmi typy laserových paprsků najednou. Kombinací obrázků získaných během takového „ostřelování“byli vědci schopni zvýšit přesnost měření 100krát a dosáhnout úrovně chyb nepřesahující dvě části na bilion. To je jen o tři řády menší než přesnost dosažená při „vypalování“vodíku.
Stejně jako v posledních dvou časech se spektra hmoty a antihmoty úplně shodovala, což naznačuje, že interagují se světlem stejným způsobem a pravděpodobně mají stejnou hmotnost. Ve spojení s dalšími nedávnými měřeními dalších vlastností antiprotonů tento objev vědce stále více zajímá, kde se rozdíl mezi hmotou a antihmotou „skrývá“.
První odpovědi na tyto otázky, jak Angst a jeho kolegové doufají, budou přijaty velmi brzy, když se ALPHA-2 modernizuje a rozšiřuje, což zvýší přesnost měření spektra o několik řádů a přiblíží se k vyřešení záhady existence vesmíru.