Το πείραμα ALPHA-g στο CERN μέτρησε την επίδραση της βαρύτητας στην αντιύλη
Αν αφήσετε κοντά στην επιφάνεια της Γης ένα «μήλο από αντιύλη», αυτό θα πέσει ελεύθερα όπως ένα μήλο από κανονική ύλη; Σύμφωνα με την πρώτη απευθείας μέτρηση που πραγματοποιήθηκε φαίνεται πως η αντιύλη αντιδρά στη βαρύτητα όπως ακριβώς και η ύλη.
Με βάση τις τρέχουσες θεωρίες, κατά την Μεγάλη Έκρηξη από την οποία προήλθε το σύμπαν, θα έπρεπε να παραχθούν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Δεν συμβαίνει όμως αυτό. Φαίνεται ότι στο σύμπαν υπάρχει ελάχιστη αντιύλη – και στο πλανητικό μας σύστημα σχεδόν καθόλου. Επιπλέον, η ύλη και η αντιύλη αν έλθουν σε επαφή εξαϋλώνονται.
Το πείραμα που έγινε στο CERN (Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών) στην Ελβετία, από την ερευνητική ομάδα Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) και αφορούσε το αντιυδρογόνο, την αντιύλη του υδρογόνου, του ελαφρύτερου στοιχείου.
Στη Γη, η περισσότερη αντιύλη που παράγεται με φυσικό τρόπο προέρχεται είτε από κάποια ραδιενεργά στοιχεία, είτε από την κοσμική ακτινοβολία, από σωματίδια που έρχονται από το διάστημα και συγκρούονται με άτομα στην ατμόσφαιρα, δημιουργώντας ζεύγη ύλης-αντιύλης. Αυτή η «νεογέννητη» αντιύλη επιβιώνει μόνο μέχρι να συγκρουστεί με κάποιο άτομο ύλης στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Ωστόσο, αντιύλη μπορεί να παραχθεί και στο εργαστήριο, όπως έγινε με το πείραμα της ALPHA, στο οποίο χρησιμοποιήθηκε αντιυδρογόνο που είχε παραχθεί στο CERN.
Το αντιυδρογόνο τοποθετήθηκε σε έναν κύλινδρο, σε συνθήκες κενού, και «παγιδεύτηκε» με μαγνητικά πεδία από πάνω και από κάτω. Οι ερευνητές μείωσαν τα μαγνητικά πεδία μέχρι να ελευθερώσουν την αντιύλη για να παρατηρήσουν εάν θα έπεφτε όταν θα την επηρέαζε η βαρύτητα. Κι αυτό έγινε. Συμπεριφέρθηκε σαν να ήταν υδρογόνο σε παρόμοιες συνθήκες. Τα αποτελέσματα του πειράματος δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature με τίτλο «Observation of the effect of gravity on the motion of antimatter» .
Αναλύοντας τα δεδομένα η επιτάχυνση με την οποία έπεφταν τα άτομα του αντιυδρογόνου ήταν μέσα ατα όρια του σφάλματος, κοντά στην γνωστή μας επιτάχυνση της βαρύτητας. Το αποτέλεσμα αυτό είχε προβλεφθεί στη θεωρία και σε έμμεσα πειράματα, αλλά κανείς δεν είχε κάνει ένα άμεσο πείραμα, αφήνοντας απλώς την αντιύλη να πέσει για να δούμε προς τα πού θα κινηθεί. Το πείραμά ALPHA-g καταρρίπτει τις άλλες θεωρίες που ήθελαν την αντιύλη να συμπεριφέρεται διαφορετικά, σαν να υπήρχε απωθητική αντιβαρύτητα, κινούμενη στο βαρυτικό πεδίο της Γης αντίθετα με την συνηθισμένη ύλη. Μολονότι ο Αϊνστάιν διατύπωσε τη θεωρία της γενικής σχετικότητας πολλά χρόνια προτού να ανακαλυφθεί η αντιύλη, το 1932, θεωρούσε ότι θα αντιδρούσε στις βαρυτικές δυνάμεις με τον ίδιο τρόπο όπως και η ύλη.
Οι επιστήμονες δεν έχουν λύσει ακόμη το αίνιγμα της σπανιότητας της αντιύλης στο σύμπαν. Για παράδειγμα, δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι υπάρχουν γαλαξίες φτιαγμένοι από αντιύλη.«Είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα που αντιμετωπίζουν οι φυσικοί. Αποδεικνύοντας ότι η αντιύλη και η ύλη αντιδρούν ακριβώς το ίδιο στη βαρύτητα, το πείραμα απέκλεισε μια πιθανή εξήγηση για τη σπανιότητα αυτή, ότι δηλαδή η ύλη απώθησε την αντιύλη κατά τη Μεγάλη Έκρηξη λόγω της βαρύτητας.
Σύμφωνα με τους ερευνητές του πειράματος ALPHA-g, μας πήρε 30 χρόνια για να μάθουμε πώς να φτιάχνουμε το αντιυδρογόνο, να το κρατάμε και να το ελέγχουμε αρκετά καλά ώστε να μπορούμε πραγματικά να το αφήνουμε να πέφτει ελέυθερα στο πεδίο βαρύτητας της Γης. Το επόμενο βήμα τους είναι να μετρήσουν την επιτάχυνση όσο ακριβέστερα μπορούν, για να επιβεβαιώσουν πέραν κάθε αμφιβολίας, ότι η ύλη και η αντιύλη πέφτουν στο πεδίο βαρύτητας πράγματι με τον ίδιο τρόπο.
πηγή: https://www.amna.gr/home/article/763524/O-Ainstain-eiche-dikio-i-antiuli-antidra-sti-barutita-opos-kai-i-uli – https://home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter
Κατηγορίες:ΒΑΡΥΤΗΤΑ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ, LHC
physicsgg 
Σχολιάστε