Вопрос подвержен гравитационному притяжению. Общая теория относительности Эйнштейна предсказала, что антиматерия также должна упасть на Землю таким же образом. Однако прямых экспериментальных доказательств, подтверждающих это, пока не было. Эксперимент АЛЬФА в ЦЕРНе — первый прямой эксперимент, в котором наблюдался эффект вес о движении антивещества. Результаты исключили отталкивающую «антигравитацию» и установили, что вес воздействий вопрос и антивещество аналогичным образом. Было обнаружено, что атомы антиводорода (позитрона) орбитальный антипротон) упал на Землю так же, как атомы водорода.
Антиматерия состоит из античастиц (позитроны, антипротоны и антинейтроны — это античастицы электронов, протонов и нейтронов). Вопрос и антивещество полностью аннигилируют друг друга, когда вступают в контакт, оставляя после себя энергию.
Вопрос и антиматерия были созданы в равных количествах в начале вселенная от Большого Взрыва. Однако антивещества мы сейчас в природе не находим (асимметрия вещества и антивещества). Материя доминирует. В результате понимание свойств и поведения антивещества является неполным. Что касается влияния гравитации на движение антиматерии, общая теория относительности предсказывала, что на антиматерию также должно оказываться аналогичное влияние, но прямых экспериментальных наблюдений, подтверждающих это, не было. Некоторые даже утверждали, что в отличие от материи (которая подвержена гравитационному притяжению), антивещество может подвергаться отталкивающей «антигравитации», что исключается недавно опубликованными результатами эксперимента ЦЕРН «АЛЬФА».
Первым шагом было создание антиатомов в лаборатории и контроль над ними, чтобы избежать их столкновения с материей и аннигиляции. Это может показаться простым, но на это ушло более трех десятилетий. Исследователи остановились на атомах антиводорода как на идеальной системе для изучения гравитационного поведения антивещества, поскольку атомы антиводорода являются электрически нейтральными и стабильными частицами антивещества. Исследовательская группа взяла отрицательно заряженные антипротоны, полученные в лаборатории, и связала их с положительно заряженными позитронами из источника натрия-22, чтобы создать атомы антиводорода, которые впоследствии были удержаны в магнитной ловушке, чтобы предотвратить аннигиляцию с атомами вещества. Магнитная ловушка была отключена, чтобы дать возможность атомам антиводорода контролируемым образом уйти в вертикальном аппарате АЛЬФА-г, и были измерены вертикальные положения, в которых атомы антиводорода аннигилируют с веществом. Исследователи поймали группы из примерно 100 атомов антиводорода. Они медленно высвобождали антиатомы одной группы в течение 20 секунд, уменьшая ток в верхнем и нижнем магнитах. Они обнаружили, что доля антиатомов, существующих сверху и снизу, соответствует результатам моделирования для атомов. Было также обнаружено, что ускорение атома антиводорода соответствует известному ускорению за счет вес между материей и Землей, предполагая, что антиматерия подвержена тому же гравитационному притяжению, что и материя, а не какой-либо отталкивающей «антигравитации».
Это открытие является важной вехой в изучении гравитационного поведения антивещества.
источники:
- ЦЕРН 2023. Новости – Эксперимент АЛЬФА в ЦЕРН наблюдает влияние гравитации на антиматерию. Опубликовано 27 сентября 2023 г. Доступно по адресу: https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Доступ осуществлен 27 сентября 2023 г.
- Андерсон Е.К., Бейкер С.Дж., Берче В. и др. Наблюдение влияния гравитации на движение антивещества. Природа 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
