Kaut arī šie ir provizoriski dati, zinātnieki uzskata, ka atkārtoti mērījumi apstiprinās viņu sākotnējos atklājumus.
Fizikāļi no ALPHA projekta, kas atrodas CERN, iesniedza pirmos datus par antimateriāla daļiņu spektra smalkās struktūras mērījumiem, no kuriem var izdarīt secinājumus par tā kvantu enerģijas līmeņu struktūru. Šajā tas izrādījās līdzīgs parastajam jautājumam, zinātnieki raksta zinātniskā žurnāla Nature publicētajā rakstā.
“Jebkādu matērijas un antimateriāla īpašību neatbilstību atklāšana burtiski satricinās standarta modeļa pamatus. Šie mērījumi palīdzēja mums realizēt mūsu ilgi turēto sapni un izpētīt dažus antimatērijas un apkārtējās telpas mijiedarbības aspektus, tai skaitā izmērīt tā zemākā enerģijas līmeņa nobīdi, - tā par darba rezultātiem sacīja ALPHA projekta oficiālais pārstāvis Džefrijs Hangsts.
Kosmologi norāda, ka Visumā pirmajos tā dzīves mirkļos matērija un antimateriāls bija aptuveni vienādi. Visām to daļiņu ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām, izņemot lādiņu, vajadzēja būt vienādām - ja vien, protams, standarta modelis ir nepilnīgs vai kļūdains (šī teorija apraksta lielāko daļu visu zinātnei tagad zināmo elementāro daļiņu mijiedarbības).
Tomēr tas ir pretrunā ar patiesības esamību, jo visām matērijas un antimateriāla daļiņām vajadzēja iznīcināt viena otru, sadūroties un savstarpēji iznīcinot jau pirmajos brīžos pēc Lielā sprādziena. Tāpēc zinātnieki daudzus gadu desmitus strīdējās un brīnījās, kāpēc novērojamajā Visumā praktiski nav antimateriāla.
Daudzi fiziķi uzskata, ka atbilde uz šo mīklu slēpjas vismazākajās atšķirībās antimateriāla un matērijas daļiņu īpašībās, uzvedībā un struktūrā. Zinātnieki nesen ir atraduši daudz padomu, ka šādas neatbilstības var pastāvēt, piemēram, protonu un antiprotonu masās. Tomēr fiziķi vēl nav apstiprinājuši nevienu no tiem.
Hangst un viņa kolēģi daudzus gadus mēģināja tos atrast, izmantojot instrumentu ALPHA-2, īpašu pozitronu un antiprotonu magnētisko slazdu, kas liek viņiem apvienoties un veidot vienotus antimateriāla atomus. Pirmie šāda veida mērījumi, kurus zinātnieki veica 2012., 2016. un 2018. gadā, parādīja, ka nav atšķirības veidā, kā gaisma ierosina elektronus un pozitronus antimatērijas un matērijas atomos.
Reklāmas video:
Antimatērijas noslēpumi
Jaunā eksperimentu sērijā CERN zinātnieki pirmo reizi izmērīja tā saukto Jēra maiņu antimatērijai. Tas ir tas, ko zinātnieki sauc par nelielām atšķirībām tajā, kur atrodas divi specifiski enerģijas līmeņi atomā - 2s un 2p. Saskaņā ar teoriju viņu pozīcijai vajadzētu sakrist, bet patiesībā tas tā nav - viņi izrādās mainīti attiecībā pret otru.
Šīs plaisas esamība ir saistīta ar faktu, ka matērijas un antimatērijas daļiņas mijiedarbojas kvantu līmenī ar virtuālo daļiņu un antidaļiņu pāriem, kas nepārtraukti dzimst un izzūd vakuuma tukšumā. To pēdas var redzēt tā saucamajā atoma "smalkajā struktūrā" - šauru spektra joslu kopumā, kurā teorētiski paredzamie enerģijas līmeņi tiek sadalīti.
Projekts ALPHA vispirms pētīja šī līniju kopas struktūru, izlaižot 90 000 antiūdeņraža atomus caur spēcīgu magnētisko lauku, pēc tam tos apstarojot ar ultravioleto lāzeru un vērojot, kā rezultātā mainās to spektrs. Zinātnieki izmantoja šos datus, lai aprēķinātu antimatērijas Jēra nobīdi un salīdzinātu to ar līdzīgu parametru ūdeņradim.
Kopumā iegūtās vērtības sakrita ar parastās vielas mērījumiem un teorētisko aprēķinu rezultātiem, kuros ņemti vērā kvantu efekti. Kā uzsver Hangst, šie dati joprojām ir provizoriski, bet jau tagad mēs varam teikt, ka nemainīgās struktūras mērījumi nevar novirzīties no teorijas prognozēm par vairāk nekā 2% un Jēra nobīde par vairāk nekā 11%.
Tuvākajā laikā ALPHA dalībnieki plāno veikt precīzākus mērījumus, atdzesējot antiūdeņraža atomus līdz temperatūrai, kas ir tuvu absolūtai nullei. Šie novērojumi, pēc zinātnieku cerības, beidzot apstiprinās, ka Jēra nobīdes vērtības matērijai un antimatērijai ir vienādas un ka tās palīdzēs fiziķiem precīzi izmērīt antiprotona rādiusu.