Kuigi need on esialgsed andmed, usuvad teadlased, et korduvad mõõtmised kinnitavad nende esialgseid leide.
CERNis asuva projekti ALPHA füüsikud esitasid esimesed andmed antimaterjalide osakeste spektri peene struktuuri mõõtmise kohta, mille põhjal saab teha järeldusi selle kvantenergia tasemete struktuuri kohta. Selles selgus, et see sarnaneb tavalise asjaga, kirjutavad teadlased teadusajakirja Nature avaldatud artiklis.
„Aine ja antimaterjali omaduste erinevuste avastamine raputab sõna otseses mõttes standardmudeli alust. Need mõõtmised aitasid meil realiseerida meie pikaajalist unistust ja uurida antimaterjali ja ümbritseva kosmose vastastikmõju mõningaid aspekte, sealhulgas mõõta selle madalama energiataseme nihkeid, - rääkis töö tulemustest ALPHA projekti ametlik esindaja Jeffrey Hangst.
Kosmoloogid väidavad, et universumis olid aine ja antimaterjal universumi elu esimestel hetkedel umbes võrdsed. Nende osakeste kõik keemilised ja füüsikalised omadused, välja arvatud laeng, pidid olema samad - välja arvatud juhul, kui muidugi on standardmudel puudulik või ekslik (see teooria kirjeldab enamikku kõigi teadusele nüüd teada olevate elementaarsete osakeste vastasmõjudest).
See on aga vastuolus reaalsuse olemasoluga, kuna kõik aine ja antimaterjali osakesed pidid hävitama üksteise, põrkudes ja vastastikku hävitades esimesed hetked pärast Suurt Pauku. Seetõttu on teadlased vaielnud mitu aastakümmet ja imestanud, miks vaadeldavas universumis antimaterjali praktiliselt pole.
Paljud füüsikud usuvad, et vastus sellele mõistatusele seisneb antimaterjali ja aine osakeste omaduste, käitumise ja struktuuri väiksemates erinevustes. Teadlased leidsid hiljuti palju vihjeid, et sellised erinevused võivad esineda näiteks prootonite ja antiprootonite massides. Füüsikud pole aga neist veel ühtegi kinnitanud.
Hangst ja tema kolleegid on neid aastaid püüdnud leida, kasutades instrumenti ALPHA-2, spetsiaalset positronite ja antiprotoonide magnetilist lõksu, mis sunnib neid ühendama ja moodustama üksikuid antimaterjalide aatomeid. Esimesed sedalaadi mõõtmised, mille teadlased viisid läbi aastatel 2012, 2016 ja 2018, näitasid, et erinevust selles, kuidas valgus erutab antimaterjali ja aine aatomites elektrone ja positroone, eristab valgus.
Reklaamvideo:
Antimaterjali saladused
Uues katseseerias on CERNi teadlased esimest korda mõõtnud antikeha nn lamba nihet. See on see, mida teadlased nimetavad väikesteks erinevusteks selles, kus asuvad kaks konkreetset energiataset aatomis - 2s ja 2p. Teooria kohaselt peaks nende positsioon langema kokku, kuid tegelikult pole see nii - nad osutuvad üksteise suhtes nihkes.
Selle lõhe olemasolu on tingitud asjaolust, et mateeria ja antimaterjali osakesed interakteeruvad kvanttasandil pidevalt virtuaalsete osakeste ja antiosakeste paaridega, mis sünnivad pidevalt ja kaovad vaakumi tühjusse. Selle jälgi võib näha aatomi niinimetatud "peene struktuuriga" - spektri kitsaste ribade komplektist, millesse teoreetiliselt ennustatud energia tase jaguneb.
Projekt ALPHA uuris kõigepealt selle ridade struktuuri, lastes 90 000 antivesinikuaatomit läbi võimsa magnetvälja, seejärel kiiritades neid ultraviolettlaseriga ja jälgides, kuidas nende spekter selle tagajärjel muutus. Teadlased kasutasid neid andmeid antimaterjali Lambi nihke arvutamiseks ja võrdlesid seda vesiniku samalaadse parameetriga.
Üldiselt langesid saadud väärtused kokku tavalise aine mõõtmistega ja kvantmõjusid arvestavate teoreetiliste arvutuste tulemustega. Nagu Hangst rõhutab, on need andmed endiselt esialgsed, kuid juba praegu võime öelda, et konstantse struktuuri mõõtmised ei tohi teooria ennustustest erineda rohkem kui 2% ja Lambaliige nihkub rohkem kui 11%.
Lähitulevikus plaanivad ALPHA liikmed viia läbi täpsemad mõõtmised, jahutades antivesinikuaatomid temperatuurini absoluutse nulli lähedale. Teadlaste lootuses kinnitavad need tähelepanekud lõpuks, et lambaliha nihke väärtused mateeria ja antimaterjali jaoks on samad ja et need aitavad füüsikutel täpselt mõõta antiprotoni raadiust.
