пытанне падвяргаецца гравітацыйнаму прыцягненню. Агульная тэорыя адноснасці Эйнштэйна прадказала, што антыматэрыя таксама павінна ўпасці на Зямлю такім жа чынам. Аднак да гэтага часу не было прамых эксперыментальных доказаў, якія б паказалі гэта. Эксперымент ALPHA ў CERN - першы непасрэдны эксперымент, у якім назіраўся эфект вага на рух антыматэрыі. Высновы выключылі агідную "антыгравітацыю" і сцвярджалі, што вага уплываў пытанне і антыматэрыя падобным чынам. Было заўважана, што атамы антывадароду (пазітрон на арбіце антыпратон) упаў на Зямлю гэтак жа, як і атамы вадароду.
Антыматэрыя складаецца з антычасціц (пазітроны, антыпратоны і антынейтроны - гэта антычасціцы электронаў, пратонаў і нейтронаў). пытанне і антыматэрыя цалкам знішчаюць адна адну, калі ўступаюць у кантакт, пакідаючы пасля сябе энергію.
пытанне і антыматэрыі былі створаны ў роўных колькасцях у ран сусвет by Big Bang. Аднак цяпер у прыродзе мы не знаходзім антыматэрыі (асіметрыя рэчыва-антыматэрыя). Дамінуе матэрыя. У выніку разуменне ўласцівасцей і паводзін антыматэрыі няпоўнае. Што датычыцца ўплыву гравітацыі на рух антыматэрыі, агульная тэорыя адноснасці прадказвала, што антыматэрыя таксама павінна падвяргацца падобным уплывам, але прамых эксперыментальных назіранняў, якія б пацвердзілі гэта, не было. Некаторыя нават сцвярджалі, што ў адрозненне ад матэрыі (якая падвяргаецца гравітацыйнаму прыцягненню), антыматэрыю могуць падвяргацца адштурхвальнай «антыгравітацыі», што было выключана нядаўна апублікаванымі высновамі эксперыменту ALPHA ЦЕРН.
Першым крокам было стварыць антыатамы ў лабараторыі і кантраляваць іх, каб пазбегнуць іх сутыкнення з матэрыяй і анігіляцыі. Гэта можа здацца лёгкім, але на гэта спатрэбілася больш за тры дзесяцігоддзі. Даследчыкі спыніліся на атамах антывадароду як на ідэальнай сістэме для вывучэння гравітацыйных паводзін антыматэрыі, таму што атамы антывадароду з'яўляюцца электрычна нейтральнымі і стабільнымі часціцамі антыматэрыі. Даследчая група ўзяла адмоўна зараджаныя антыпратоны, атрыманыя ў лабараторыі, і звязала іх з станоўча зараджанымі пазітронамі з крыніцы натрыю-22, каб стварыць атамы антывадароду, якія пасля былі абмежаваныя ў магнітнай пастцы, каб прадухіліць анігіляцыю з атамамі рэчыва. Магнітная пастка была выключана, каб дазволіць атамам антывадароду кантралявана вырвацца ў вертыкальным прыладзе ALPHA-g, і былі вымераныя вертыкальныя пазіцыі, у якіх атамы антывадароду анігілююць з рэчывам. Даследчыкі злавілі групы з каля 100 атамаў антывадароду. Яны павольна вызвалялі антыатомы адной групы на працягу 20 секунд, памяншаючы ток у верхнім і ніжнім магнітах. Яны выявілі, што доля антыатамаў, якія існуюць уверсе і ўнізе, адпавядае вынікам для атамаў з мадэлявання. Было таксама ўстаноўлена, што паскарэнне атама антывадароду адпавядае добра вядомаму паскарэнню з-за вага паміж матэрыяй і Зямлёй, мяркуючы, што антыматэрыя падвяргаецца такому ж гравітацыйнаму прыцягненню, што і матэрыя, а не якой-небудзь адштурхвальнай «антыгравітацыі».
Гэта адкрыццё з'яўляецца важнай вяхой у вывучэнні гравітацыйных паводзін антыматэрыі.
***
Крыніцы:
- CERN 2023. Навіны – эксперымент ALPHA ў CERN назірае ўплыў гравітацыі на антыматэрыю. Апублікавана 27 верасня 2023 г. Даступна па адрасе https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Доступ 27 верасня 2023 г.
- Андэрсан, EK, Бэйкер, CJ, Bertsche, W. і інш. Назіранне ўплыву гравітацыі на рух антыматэрыі. Nature 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
***
