Αποδείχθηκε και πειραματικά ότι η αντιΰλη συμπεριφέρεται όπως προέβλεψε ο Einstein

Στην επιστημονική φαντασία, η αντιύλη είναι το αντίθετο της ύλης γύρω μας. Άραγε αυτό σημαίνει ότι θα έπρεπε να «πέφτει προς τα πάνω»; Σε καμία περίπτωση, όπως απέδειξαν για πρώτη φορά οι επιστήμονες στο μεγαλύτερο εργαστήριο υποατομικής Φυσικής της Ευρώπης. Το αποτέλεσμα είχε προβλεφθεί από τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein πριν από περισσότερα από 100 χρόνια, αν και η πειραματική απόδειξη παρέμενε αδύνατη μέχρι σήμερα. Για να ελέγξουν την υπόθεση, οι ερευνητές χρειάστηκε να θέσουν σε λειτουργία τη Διάταξη Φυσικής με Λέιζερ Αντιυδρογόνου (ALPHA) του CERN, η οποία κατασκευάστηκε το 2018.

Η αντιύλη είναι το αντίθετο της κανονικής ύλης, από την οποία αποτελούνται σχεδόν όλα όσα παρατηρούν οι επιστήμονες. Ενώ τα πρωτόνια που συμβάλλουν στη δημιουργία του ατομικού πυρήνα είναι θετικά φορτισμένα, τα αντιπρωτόνια έχουν αρνητικό φορτίο. Ομοίως, τα αντιηλεκτρόνια – γνωστά και ως ποζιτρόνια – είναι θετικά, ενώ τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά, αλλά το σημαντικότερο είναι πως έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο μέγεθος φορτίου με τα ηλεκτρόνια. Τα ποζιτρόνια και τα αντιπρωτόνια μπορούν να συνδυαστούν για να βοηθήσουν στη δημιουργία αντιυδρογόνου, του δίδυμου αντιύλης του απλούστερου και πιο άφθονου στοιχείου του Σύμπαντος. Το αντιυδρογόνο είναι δύσκολο να μελετηθεί, καθώς κάθε φορά που έρχεται σε επαφή με κανονική ύλη, εξαφανίζεται ακαριαία.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Jeffrey Hangst, καθηγητή πειραματικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Aarhus της Δανίας, «φρέναρε» το αντιυδρογόνο ανάμεσα σε δύο μαγνητικά πεδία μέσα σε έναν ψηλό θάλαμο κενού. Μειώνοντας την ένταση του πεδίου στην κορυφή και στον πυθμένα της παγίδας, η αντιύλη είχε τη δυνατότητα να κινηθεί πάνω ή κάτω από την παγίδα και να συγκρουστεί με το τοίχωμα της συσκευής, απελευθερώνοντας ενέργεια την οποία οι ερευνητές μπορούσαν να ανιχνεύσουν. Ενώ τα μαγνητικά πεδία εξισορροπήθηκαν με ακρίβεια, περίπου το 80% των ατόμων αντιυδρογόνου έπεσαν κάτω από την παγίδα, γεγονός που σύμφωνα με τους ερευνητές οφείλεται στη βαρύτητα.

Σύμφωνα με τον Jonathan Wurtele, φυσικός στο University of Berkley της California και μέλος της ομάδας ALPHA,

Η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein υποστηρίζει ότι η αντιύλη πρέπει να συμπεριφέρεται ακριβώς όπως η ύλη. Πολλές έμμεσες μετρήσεις δείχνουν ότι η βαρύτητα αλληλεπιδρά με την αντιύλη όπως αναμενόταν, αλλά μέχρι το σημερινό αποτέλεσμα, κανείς δεν είχε πραγματοποιήσει στην πραγματικότητα μια άμεση παρατήρηση που θα μπορούσε να αποκλείσει, για παράδειγμα, την κίνηση του αντιυδρογόνου προς τα πάνω σε αντίθεση με την κίνηση προς τα κάτω σε ένα βαρυτικό πεδίο.

Το αποτέλεσμα όμως δημιουργεί έναν προβληματισμό. Οι νόμοι της Φυσικής προβλέπουν ότι η αντιύλη και η ύλη πρέπει να υπάρχουν σε ίσες ποσότητες, αλλά οι παρατηρήσεις των επιστημόνων δείχνουν το αντίθετο. Μια εξήγηση που προτάθηκε ήταν ότι η αντιύλη θα μπορούσε να έχει απωθηθεί από τις βαρυτικές δυνάμεις στα πρώτα στάδια του Σύμπαντος, αν αντιδρούσε στη βαρύτητα με τον αντίθετο τρόπο από τη συμβατική ύλη. Αυτή η πρόταση, όμως, αποκλείστηκε από το πείραμα ALPHA.

«Τα αποτελέσματα συμφωνούν μέχρι στιγμής με τις προβλέψεις της Θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας. Τα αποτελέσματά μας δεν υποστηρίζουν κοσμολογικά μοντέλα που βασίζονται στην απωθητική βαρύτητα ύλης-αντιύλης», ανέφεραν οι ερευνητές σε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Nature.

[via]

^*Ακολουθήστε το Techgear.gr στο Google News για να ενημερώνεστε άμεσα για όλα τα νέα άρθρα!