ПОСЛЕЗАВТРА
Ученые доказали, что на антивещество действует гравитация
Физикам из Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) и проекта Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) удалось впервые экспериментально доказать, что на антивещество действует гравитация. Данное открытие исключает ранние гипотезы о так называемом гравитационном отталкивании, из-за которого антивещество практически отсутствует в наблюдаемой Вселенной. Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Nature, было поддержано десятками стран и частных организаций, включая Национальный научный фонд США.
«Понимание природы антивещества может помочь нам не только понять, как возникла наша Вселенная, но и сделать возможным появление новых изобретений, немыслимых ранее — таких как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), спасшая множество жизней благодаря применению наших познаний в области антивещества для обнаружения раковых опухолей в организме», — объясняет Вячеслав Лукин, возглавляющий эксперименты с физикой плазмы Национального научного фонда США (NSF).
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, антиматерия должна вести себя точно так же, как и материя. Антивещество, по сути, является двойником вещества, но с некоторыми свойствами, имеющими противоположное значение. Например, в отличие от протонов и электронов соответствующие им в мире антиматерии антипротоны и антиэлектроны имеют соответственно отрицательный и позитивный заряд. Наиболее сложной для проведения экспериментов особенностью антиматерии является то, что при контакте с материей происходит аннигиляция, при которой совокупная масса обоих веществ полностью переходит в энергию.
«Как только антивещество контактирует с веществом, оно взрывается. Учитывая массу, подобные аннигиляции являют собой наиболее плотные выбросы энергии, известные нам», — считает физик плазмы из Калифорнийского университета в Беркли Джоэл Фаянс.
К счастью для нас, количество антивещества, используемого в экспериментах в ЦЕРН, настолько мало, что его аннигиляцию способны зафиксировать лишь очень чувствительные приборы. В рамках эксперимента ученые поместили атомы антиводорода в цилиндрическую вакуумную камеру. Для того, чтобы предотвратить преждевременные аннигиляции (контакты с веществом), антиводород удерживался с помощью магнитной ловушки. Затем исследователи стали ослаблять магнитное поле вверху и внизу цилиндра, открывая тем самым антивеществу выход из ловушки. Результаты эксперимента показали, что выходящие атомы антиводорода в 80% случаев аннигилировали снизу магнитной ловушки — т.е. вели себя точно так же, как и атомы обычного водорода в тех же условиях.
Несмотря на то, что антиматерия почти не встречается во Вселенной, законы физики говорят, что антиматерия должна присутствовать в примерно тех же количествах, что и обычная материя. Эксперимент в ЦЕРНе показал, что антивещество так же подвержено влиянию гравитации. Однако потребуются дополнительные исследования, прежде чем можно будет ответить на вопрос, воздействуют ли гравитационные силы на антивещество и вещество одинаково.