Европейские ядерщики впервые совладали с неуловимой антиматерией. 38 атомов антиводорода после многолетних попыток удалось поймать в ловушку. И теперь ученые могут открыть одну из главных тайн Вселенной.
Ученым из Европейского центра ядерных исследований впервые удалось поймать неуловимую ранее субстанцию – антиматерию. Успех, достигнутый в лаборатории, поможет дать ответ на один из фундаментальных вопросов современной физики: почему барионная составляющая Вселенной после Большого взрыва стала состоять из материи, а не из антиматерии, и в чем разница между ними.
Запретный плод
Однако самым желанным для исследователей элементарных частиц остается атом антиводорода. Это связано с тем, что спектр и свойства водорода – самого распространенного элемента Вселенной – довольно хорошо изучен. Однако длительное наблюдение за антиводородом, состоящим из атома антипротона и позитрона, до настоящего времени провести не получалось – слишком неустойчив этот искусственно полученный атом, слишком быстро он аннигилирует с обычным веществом. Возможность наблюдать за антиводородом дает ядерщикам шанс проверить существующие гипотезы симметрии частиц и античастиц, а главное – узнать, идентичны ли друг другу спектры водорода и антиводорода. Изучение антиводорода, кроме того, дает шанс разобраться с гравитационным проявлением антиматерии.
Впервые девять атомов антиводорода были получены в ЦЕРНе в 1995 году. А 2002 году в экспериментах ATHENA и TRAP было доказано, что атомы антиводорода вполне реально получать в больших количествах. Следующая задача, которая встала перед физиками -- удержать антиводород от контакта с обычным веществом и избежать аннигиляции.
Антиатомная ловушка
Именно это и удалось сделать ядерщикам, применив для удержания антиводорода ловушку из магнитов, создающих сложное магнитне поле. Для получения антиводорода ученые заставили провзаимодействовать в вакууме 10 млн антипротонов и 700 млн позитронов. При помощи ловушки впервые удалось удержать 38 атомов антиводорода в свободном состоянии примерно на одну десятую секунды. Этого времени, по словам ученых, уже может хватить для детального изучения атомов и снятия их спектров.
«По причинам, пока еще никому непонятным, природа исключила из себя антиматерию. Так что удивительно глядеть на нашу установку и сознавать, что в ней находятся стабильные, нейтральные атомы антиматерии. Это вдохновляет нас все дальше открывать ее секреты», -- пояснил Джефри Хэнгст, соавтор исследования.
Статья об открытии опубликована в четверг в журнале Nature.
