Антиматерията е мистериозно вещество, което е било в изобилие, когато е започнала Вселената. Тя е противоположност на материята, от която са изградени звездите и планетите. И материята, и антиматерията са били създадени в равни количества при Големия взрив, който е формирал нашата Вселена. Докато материята е навсякъде, нейната противоположност вече е дяволски трудно да бъде открита. Най-новото изследване откри, че двете реагират на гравитацията по един и същи начин, предаде Би Би Си. Години наред физиците се опитват да открият техните разлики и прилики, за да обяснят как е възникнала Вселената.
Откритието, че антиматерията се издига под въздействие на гравитацията, вместо да пада, би разрушило всичко, което знаем за физиката. Сега учените за първи път потвърдиха, че атомите антиматерия падат надолу. Но това далеч не е научна задънена улица, а отваря врати за нови експерименти и теории. Пада ли със същата скорост, например?
По време на Големия взрив материята и антиматерията би трябвало да се обединят и да се унищожат взаимно, оставяйки само светлина. Защо това не се е случило, е една от най-големите загадки на физиката и разкриването на разликите между тях е ключът към разрешаването ѝ. По някакъв начин материята е надделяла над антиматерията в първите мигове на сътворението. Според д-р Даниел Ходжкинсън, член на изследователския екип в най-голямата лаборатория по физика на елементарните частици в света - Церн, Швейцария, ключът може да се крие в това как тя реагира на гравитацията.
“Ние не разбираме как нашата Вселена е станала доминирана от материя и затова това мотивира нашите експерименти“, каза тя.
По-голямата част от антиматерията съществува само за миг във Вселената, за части от секундата. Затова, за да проведе експерименти, екипът от Церн трябваше да я създаде в стабилна и дълготрайна форма. Професор Джефри Хангст прекарва 30 години в изграждането на съоръжение, което старателно конструира хиляди атоми антиматерия от субатомни частици, улавя ги и след това ги пуска.
“Антиматерията е просто най-страхотното и мистериозно нещо, което можете да си представите“, казва той. “Доколкото разбираме, бихте могли да построите вселена като нашата, в която ние с вас сме съставени само от антиматерия. Това е просто вдъхновяващо за разглеждане; това е един от най-фундаменталните отворени въпроси за това какво е това нещо и как се държи.“
Какво е антиматерия?
Нека започнем с това какво е материята. Всичко в нашия свят е изградено от нея, от малки частици, наречени атоми. Най-простият атом е водородът. От него е изградено основно Слънцето. Водородният атом се състои от положително зареден протон в средата и отрицателно зареден електрон, който обикаля около него. При антиматерията електрическите заряди са в обратна посока.
Вземете антиводород, който е антиматерия на водорода, използвана в експериментите в Церн. Той има отрицателно зареден протон (антипротон) в средата и положителна версия на електрона (позитрон), който обикаля около него. Тези антипротони се получават при сблъсък на частици в ускорителите на Церн. Те пристигат в лабораторията за антиматерия по тръби със скорост, близка до скоростта на светлината. Това е твърде голяма скорост, за да могат да бъдат контролирани от изследователите.
Първата стъпка е да ги забавят, което изследователите правят, като ги изпращат около пръстен. Така се изчерпва енергията им, докато се движат с по-управляемо темпо. След това антипротоните и позитроните се изпращат в гигантски магнит, където се смесват и образуват хиляди атоми антиводород. Магнитът създава поле, което улавя антиводорода. Ако той се докосне до страната на контейнера, моментално ще бъде унищожен, защото антиматерията не може да преживее контакт с нашия свят.
Когато полето се изключи, атомите на антиводорода се освобождават. След това сензорите установяват дали те са паднали нагоре, или отиват надолу. Някои теоретици предвиждат, че антиматерията може да отиде нагоре, макар че повечето, особено Алберт Айнщайн в своята Обща теория на относителността преди повече от сто години, твърдят, че тя трябва да се държи точно като материята и да пада надолу.
Изследователите от Церн сега потвърдиха с най-голяма степен на сигурност, че Айнщайн е бил прав. Но само защото антиматерията не пада нагоре, това не означава, че тя пада надолу с точно същата скорост като материята. За следващите стъпки в изследването екипът подобрява експеримента си, за да го направи по-чувствителен и да провери дали има малка разлика в скоростта, с която антиматерията пада.
Ако е така, това би могло да даде отговор на един от най-големите въпроси - как се е появила Вселената.
Слушайте и гледайте новия подкаст на darik.bg „В тренда“ в YouTube, Instagram и TikTok
Най-интересните разговори от ефира на Дарик слушайте в подкаста на радиото в Soundcloud, Spotify, Apple Podcasts и Google Podcasts
