Füüsikud viisid esimesed täpsed mõõtmised selle kohta, kuidas valgus interakteerub antimaterjali osakestega, ja ei leidnud tema käitumises olulisi erinevusi tavalise ainega võrreldes, mis pani teadlasi taas mõtlema, miks universum eksisteerib. Nende leiud avaldati ajakirjas Nature.
„Need on esimesed tõelised laseritega saadud antimaterjali omaduste spektroskoopilised mõõtmised. Meie viimaste mõõtmiste ülikõrge täpsus on olnud meie meeskonna jaoks suur saavutus. Oleme püüdnud selle eesmärgi saavutamiseni jõuda juba 30 aastat ja meil on õnnestunud see unistus lõpuks ka ellu viia, “ütles ALPHA koostöö ametlik esindaja Jeffrey Hangst.
Teadlaste sõnul ilmnesid esimestel hetkedel pärast suurt pauku võrdses koguses ainet ja antimaterjali. Samal ajal ütleb füüsika standardmudel, et antimaterjalide osakeste omadused peegeldavad nende kaksikute omadusi, välja arvatud laeng. Teisisõnu, antimaterjali ja aine aatomite keemilised ja füüsikalised omadused peavad olema identsed.
Kuna mateeria ja antimaterjal hävivad kokkupõrkel, pidid universumi sünni ajal nende osakesed üksteist hävitama, jättes universumile nii aine kui ka antimaterjali kõik varud. Seetõttu tekib küsimus - kuhu antimaterjal "kadus" ja miks Universum eksisteerib.
Arvatakse, et "mateeria asümmeetria" üks põhjusi võib olla antimaterjalide osakeste struktuuri ja omaduste väikeste, kuid üsna oluliste erinevuste olemasolu. Viimastel aastatel on füüsikud leidnud mitmeid vihjeid, et sellised erinevused näiteks prootonite ja antiprootonite massides on endiselt olemas, kuid nende täpset muutmist takistab instrumentide madal täpsus ja selle asümmeetria mikroskoopiline skaala.
Angst ja tema kolleegid on aastaid püüdnud leida näpunäiteid aine ja antimaterjali omaduste erinevustest, kasutades instrumenti ALPHA-2, mis on spetsiaalne lõks positronitele ja antiprotoonidele, sundides neid ühendama ja moodustama antimaterjali üksikuid aatomeid. Absoluutse eraldatuse tõttu võivad antiaine aatomid selles lõksus eksisteerida mitu päeva, ilma et nad laguneksid või häviksid.
ALPHA meeskond on juba pikka aega püüdnud mõõta antivesinikuaatomite spektrit, mille võrdlus vesiniku sarnaste andmetega näitab, kas valgus interakteerub samamoodi kahe ainevormiga ja kas nende osakeste massis on isegi kõige väiksemad erinevused.
Esimesed sedalaadi tulemused saadi kuus ja kaks aastat tagasi, kuid need mõõtmised polnud täpsed, kuna neid ei tehtud otseselt, vaid kaudselt, jälgides antimaterjali ja aine osakeste kokkupõrke tagajärgi. Teadlased olid sunnitud sel viisil käituma, kuna antivesinikuaatomeid oli liiga vähe. See takistas võimalike "uue füüsika" jälgede otsimist ja antimaterjali kadumise mõistatuse lahendust.
Reklaamvideo:
Angst ja tema kolleegid suutsid selle probleemi lahendada, muutes püünise struktuuri nii, et see võimaldas neil antihüdrogeeni kiiritada seitsme tüüpi laserkiirega korraga. Sellise "koorimise" ajal saadud piltide kombineerimisega suutsid teadlased mõõtmiste täpsust 100 korda suurendada ja saavutada veatase, mis ei ületa kahte osa triljoni kohta. See on vaid kolm suurusjärku väiksem täpsusest, mis saavutatakse vesiniku "süütamisel".
Nagu kahel viimasel korral, langesid mateeria ja antimaterjali spektrid täielikult kokku, mis viitab sellele, et need interakteeruvad valgusega samal viisil ja eeldatavalt on neil identne mass. Koos antiprotoonide muude omaduste muude hiljutiste mõõtmistega paneb see avastus teadlasi üha enam mõtlema, kus aine ja antimaterjali erinevus "peidus" on.
Esimesed vastused nendele küsimustele, nagu loodavad Angst ja tema kolleegid, saadakse üsna kiiresti, kui ALPHA-2 moderniseeritakse ja laiendatakse, mis suurendab spektrimõõtmiste täpsust mitme suurusjärgu võrra ja jõuab lähemale universumi olemasolu mõistatuse lahendamisele.
