Пока мы с вами заняты ежедневными делами, ученые в ЦЕРН охлаждают практически до абсолютного нуля антиматерию и вообще-то стоят на пороге открытия Новейшей физики. И потому что нету на свете ничего увлекательнее чем потаенны мироздания, предлагаю на короткий срок отложить дела и погрузиться в замечательный мир физики. Начнем с того, что теорию антиматерии в первый раз предложил британский физик-теоретик, один из создателей квантовой теории Поль Дирак в 1928 году. Всего четыре года спустя его теория получила доказательство. Сейчас мы знаем, что антиматерией ученые именуют эфирную противоположность материи. Ее частички схожи своим вещественным двойникам, кроме их физических параметров – там, где электрон имеет отрицательный заряд, его антиматериальный двойник, позитрон, имеет положительный. Причина, по которой мы не сталкиваемся с антиматерией так нередко, как с обыкновенной материей, состоит в том, что они аннигилируют вместе при контакте, что очень затрудняет хранение и исследование антиматерии в ежедневной жизни.
В первый раз физики употребляли лазерный свет (фиолетовый) для остывания антиматерии. Сероватые полосы демонстрируют движение атома антиводорода до остывания; синие-после.
Материя и антиматерия
Теория, которая обрисовывает огромную часть взаимодействий всех узнаваемых науке простых частиц именуется Обычной моделью. Если она верна, то все физические характеристики и хим элементы частиц материи и антиматерии (кроме заряда), должны были быть схожими – космологи считают, что в 1-ые секунды опосля Огромного взрыва материи и антиматерии во Вселенной было приблизительно поровну. Это, но, противоречит действительности и ученые уже много десятилетий спорят о том, почему в наблюдаемой Вселенной антиматерии нет.
Сейчас почти все ученые считают, что ответ нужно находить в мельчайших различиях в поведении, свойствах и устройстве частиц материи и антиматерии. Такие различия, к примеру, могут существовать в массах протонов и антипротонов, но на нынешний денек доказательств данной для нас теории нет. Причина, а именно, кроется в отсутствии различных инструментов для сложных манипуляций с частичками антиматерии.
Не так давно физики из Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) в Швейцарии в рамках проекта ALPHA-2 попробовали решить делему антиматерии при помощи специальной магнитной ловушки для позитронов и антипротонов, благодаря которым образуются одиночные атомы антиводорода.
Опыт ALPHA в ЦЕРН.
Нужно отметить, что при помощи так именуемой магнитной ловушки, ученые уже не раз уточняли массу одиночных антипротонов и атомов антиводорода, также определяли их взаимодействие с гравитацией.
Как охладить антиматерию?
Разгоняя обыденные частички материи до скорости, близкой к скорости света, а потом разбивая их совместно, команда исследователей из Канады смогла сделать античастицы. Потом ученые управляли и замедляли ускоряющиеся античастицы, используя очень мощные магнитные и электронные поля. В конце концов, им удалось заключить облака позитронов и антипротонов в магнитное поле, пока те не слились в антиводород. Когда это вышло, физики охладили антиводородное скопление, взорвав его лазером. Но как вообщем можно охладить что-то лазером?
Пристальное внимание к лазерам, которые употребляются в ALPHA-2 для измерения позитронов, антиводорода и параметров антипротонов, позволило ученым представить, что их можно было бы применять чтоб существенно «затормозить» движение частиц, тем охладив антиматерию.
В процессе исследования, результаты которого размещены в журнальчике Nature, физики подобрали для лазеров необыкновенную частоту работы, при которой пучки порождаемых ими частиц света интенсивно вели взаимодействие лишь с теми атомами антиводорода, что двигались в сторону сенсоров ускорительной установки. Это позволило ученым стремительно получить разреженное скопление из атомов материи и антиматерии, которые двигались весьма медлительно и фактически не сталкивались вместе.
Ведущий создатель исследования Макото Фудзивара стоит перед экспериментальным аппаратом ALPHA в ЦЕРН в Швейцарии.
Облучая атомы антиводорода таковым образом, ученым в итоге удалось охладить их на одну двадцатую градуса выше абсолютного нуля, что сделало антиматерию наиболее чем в 3000 раз холоднее, чем самая прохладная точка на нашей планетке (самая низкая температура на Земле зарегистрирована в Антарктике и составляет -98°C). Также физики проследили за взаимодействием частиц антиводорода с фотонами (частичками света). Как отмечают создатели исследования, 1-ое в истории остывание антиматерии наращивает точность схожих измерений как минимум вчетверо.
Меж тем, новейшие исследования в данной для нас области должны посодействовать ученым раскрыть некие из самых огромных секретов Вселенной, к примеру, как на антиматерию влияет гравитация и настоящи ли некие из базовых теоретических симметрий, предложенных физикой.»В дальнейшем мы желаем получить один антиатом в вакууме и поделить его на квантовую суперпозицию, чтоб он сделал интерференционную картину с самим собой», – объясняют создатели исследования в интервью Live Science.
Все поэтому, что квантовая суперпозиция дозволяет весьма небольшим частичкам, таковым как антиводород, появляться наиболее чем в одном месте сразу. Так как квантовые частички ведут себя и как частичка, и как волна, они могут интерферировать вместе, создавая картину пиков и впадин, подобно тому, как волны из моря движутся через буруны. Одним словом, впереди еще весьма много работы, но будущее точно буквально принесет с собой суровые конфигурации в нашем осознании окружающей Вселенной.
