Fiziķi veica pirmos precīzos mērījumus tam, kā gaisma mijiedarbojas ar antimateriāla daļiņām, un neatrada būtiskas atšķirības tā uzvedībā salīdzinājumā ar parasto vielu, kas kārtējo reizi lika zinātniekiem brīnīties, kāpēc visums pastāv. Viņu atradumi tika publicēti žurnālā Nature.
“Šie ir pirmie reālie antimērijas īpašību spektroskopiski mērījumi, kas iegūti ar lāzeriem. Jaunāko mērījumu īpaši augstā precizitāte ir bijis mūsu komandas nozīmīgs sasniegums. Mēs esam centušies sasniegt šo pavērsienu 30 gadu laikā, un mums beidzot ir izdevies šo sapni īstenot,”sacīja Džefrijs Hangsts, ALPHA sadarbības oficiālais pārstāvis.
Pēc šodien zinātnieku domām, pirmajos brīžos pēc Lielā sprādziena parādījās vienāds daudzums vielas un antimateriāla. Tajā pašā laikā Fizikas standarta modelī teikts, ka antimateriāla daļiņu īpašības atspoguļo viņu dvīņu īpašības, izņemot lādiņu. Citiem vārdiem sakot, antimateriāla un vielas atomu ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām jābūt identiskām.
Tā kā matērija un antimateriāls iznīcina pēc sadursmes, Visuma dzimšanas laikā to daļiņām vajadzēja iznīcināt viena otru, liedzot Visumam visas gan matērijas, gan antimatērijas rezerves. Tāpēc rodas jautājums - kur antimateriāls "pazuda" un kāpēc Visums pastāv.
Tiek uzskatīts, ka viens no "matērijas asimetrijas" iemesliem var būt nelielu, bet diezgan būtisku atšķirību rašanās antimateriāla daļiņu struktūrā un īpašībās. Pēdējos gados fiziķi ir atraduši vairākus mājienus, ka šādas atšķirības, piemēram, protonu un antiprotonu masās joprojām pastāv, taču to precīzu maiņu kavē instrumentu zemā precizitāte un šīs asimetrijas mikroskopiskā skala.
Angst un viņa kolēģi jau daudzus gadus mēģina atrast mājienus par matēriju un antimatērijas īpašību atšķirībām, izmantojot ierīci ALPHA-2, īpašu slazdu pozitroniem un antiprotoniem, liekot viņiem apvienoties un veidot atsevišķus antimatērijas atomus. Sakarā ar absolūtu izolāciju, antimateriāla atomi var pastāvēt šajā slazdā vairākas dienas, nesadaloties un neiznīcinot.
ALPHA komanda jau sen mēģina izmērīt antiūdeņraža atomu spektru, kura salīdzinājums ar līdzīgiem datiem par ūdeņradi parādīs, vai gaisma mijiedarbojas vienādi ar divām matērijas formām un vai to daļiņu masā ir pat vismazākās atšķirības.
Pirmie šāda veida rezultāti tika iegūti pirms sešiem un diviem gadiem, taču šie mērījumi nebija precīzi tāpēc, ka tie netika veikti tieši, bet netieši, novērojot antimatērijas un matērijas daļiņu sadursmes sekas. Zinātnieki bija spiesti rīkoties šādā veidā fakta dēļ, ka bija pārāk maz antihidrogēna atomu. Tas neļāva meklēt iespējamās "jaunās fizikas" pēdas un atrisināt antimatērijas pazušanas noslēpumu.
Reklāmas video:
Angst un viņa kolēģi spēja atrisināt šo problēmu, modificējot slazda struktūru tā, ka tas ļāva viņiem apstarot antiūdeņradi ar septiņiem lāzera staru veidiem vienlaikus. Apvienojot attēlus, kas iegūti šādas "lobīšanas" laikā, zinātnieki spēja palielināt mērījumu precizitāti 100 reizes un sasniegt kļūdas līmeni, kas nepārsniedz divas daļas uz triljonu. Tas ir tikai par trim lielumiem, kas mazāks par precizitāti, kas panākta, “kurinot” ūdeņradi.
Tāpat kā pēdējās divās reizēs, matērijas un antimatērijas spektri pilnībā sakrita, kas liek domāt, ka tie mijiedarbojas ar gaismu tādā pašā veidā un, domājams, tiem ir identiska masa. Kopā ar citiem nesenajiem antiprotonu citu īpašību mērījumiem, šis atklājums liek zinātniekiem arvien vairāk brīnīties, kur “slēpjas atšķirība starp matēriju un antimateriālu”.
Pirmās atbildes uz šiem jautājumiem, kā cer Angst un viņa kolēģi, tiks saņemtas pavisam drīz, kad tiks modernizēts un paplašināts ALPHA-2, kas palielinās spektra mērījumu precizitāti par vairākiem lieluma līmeņiem un pietuvosies Visuma esamības noslēpuma risināšanai.