Naučnici su došli do ključnog otkrića o antimateriji, misterioznoj tvari koje je bilo u izobilju kada je Svemir nastao. Antimaterija je suprotna materiji, od koje su napravljene zvijezde i planeti.
Obje su stvorene u jednakim količinama u Velikom prasku koji je formirao naš Svemir. Iako je materija posvuda, njezinu suprotnost sada je vraški teško pronaći. Najnovija studija otkrila je da njih dvoje reagiraju na gravitaciju na isti način.
Godinama su se fizičari trudili otkriti njihove razlike i sličnosti, kako bi objasnili kako je svemir nastao. Otkriće da se antimaterija uzdiže kao odgovor na gravitaciju, umjesto da pada, raznijelo bi sve što znamo o fizici.
Sada su prvi put potvrdili da atomi antimaterije padaju prema dolje. Ipak, daleko od toga da je to naučna slijepa ulica, ovo otvara vrata novim eksperimentima i teorijama. Pada li npr. istom brzinom?
Tokom Velikog praska, materija i antimaterija su se trebale spojiti i poništiti jedna drugu, ne ostavljajući ništa osim svjetlosti. Zašto nisu jedna je od velikih misterija fizike, a otkrivanje razlika između njih dvoje ključno je za njezino rješavanje.
Nekako je materija nadvladala antimateriju u tim prvim trenucima stvaranja. Kako reagira na gravitaciju, mogao bi biti ključ, prema doktorici Danielle Hodgkinson, članici istraživačkog tima u Cernu u Švicarskoj, najvećem svjetskom laboratoriju za fiziku čestica.
“Ne razumijemo kako je u našem svemiru dominirala materija i to je ono što motivira naše eksperimente”, rekla mi je.
Većina antimaterije postoji samo kratkotrajno u Svemiru, djelić sekunde. Dakle, za izvođenje eksperimenata, tim iz Cerna trebao ga je napraviti u stabilnom i dugotrajnom obliku.
Profesor Jeffrey Hangst proveo je trideset godina gradeći postrojenje za mukotrpnu konstrukciju hiljada atoma antimaterije od subatomskih čestica, zarobljavanje i potom ispuštanje.
“Antimaterija je jednostavno najcool, najtajanstvenija stvar koju možete zamisliti. Koliko mi razumijemo, mogli biste izgraditi svemir poput našeg s tobom i sa mnom samo od antimaterije. To je jednostavno inspirativno za rješavanje; to je jedno od najosnovnijih otvorenih pitanja o tome što je to i kako se ponaša”, rekao Hangst.
Što je antimaterija?
Počnimo s time što je materija: sve u našem svijetu napravljeno je od nje, od sićušnih čestica zvanih atomi.
Najjednostavniji atom je vodik. To je ono od čega je Sunce uglavnom napravljeno. Atom vodika sastoji se od pozitivno nabijenog protona u sredini i negativno nabijenog elektrona koji kruži oko njega. Kod antimaterije, električni naboji su obrnuti.
Uzmimo antivodik, koji je antimaterijalna verzija vodika, korištena u Cernovim eksperimentima. Ima negativno nabijen proton (antiproton) u sredini i pozitivnu verziju elektrona (pozitron) koji kruži oko njega.
Ti antiprotoni nastaju međusobnim sudaranjem čestica u Cernovim akceleratorima. U laboratorij za antimateriju stižu duž cijevi brzinama koje su bliske brzini svjetlosti. To je prebrzo da bi ih istraživači kontrolirali.
Prvi korak je usporiti ih, što istraživači rade šaljući ih u krug. To izvlači njihovu energiju, sve dok se ne počnu kretati lakšim tempom.
Antiprotoni i pozitroni se zatim šalju u divovski magnet, gdje se miješaju i formiraju tisuće atoma antivodika.
Magnet stvara polje koje zarobljava antivodik. Kad bi dotaknuo bok spremnika, trenutno bi bio uništen, jer antimaterija ne može preživjeti kontakt s našim svijetom.
Kada se polje isključi, atomi antivodika se oslobađaju. Senzori zatim otkrivaju jesu li pali gore ili dolje.
Neki teoretičari predviđaju da bi antimaterija mogla pasti, iako većina, posebno Albert Einstein u svojoj Općoj teoriji relativnosti prije više od stotinu godina, kaže da bi se trebala ponašati baš kao materija i pasti prema dolje.
Istraživači u Cernu sada su potvrdili, s dosad najvećim stepenom sigurnosti, da je Einstein bio u pravu. Ali samo zato što antimaterija ne pada prema gore, to ne znači da pada tačno istom brzinom kao i materija.
Za sljedeće korake u istraživanju, tim nadograđuje svoj eksperiment kako bi ga učinio osjetljivijim, kako bi vidio postoji li mala razlika u brzini pada antimaterije. Ako je tako, moglo bi odgovoriti na jedno od najvećih pitanja, kako je svemir nastao. Rezultati su objavljeni u časopisu Nature, piše BBC, prenosi Klix.
