CERN: Παγιδεύτηκε αντιύλη για 16 λεπτά

Τετάρτη, Ιουνίου 08, 2011

Αναζήτηση Θέματος

Οι ερευνητές της διεθνούς επιστημονικής ομάδας Alpha του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) κατάφεραν, όπως ανακοίνωσαν, για πρώτη φορά να παγιδέψουν 309 άτομα αντιύλης, συγκεκριμένα αντι-υδρογόνου, για 1.000 δευτερόλεπτα, διάστημα αρκετό για να αρχίσουν τη μελέτη τους σχετικά με τα μυστικά της αντιύλης.

Paul Dirac (1902 - 1984)

Τα σωματίδια της ύλης και τα αντισωματίδια της αντιύλης είναι ταυτόσημα, εκτός από το γεγονός ότι έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, γι’ αυτό αλληλοεξουδετερώνονται όποτε συγκρούονται, δημιουργώντας ενέργεια και ακτινοβολία. Αν π.χ. ένα κιλό ύλης συγκρουστεί με ένα κιλό αντιύλης, τότε θα δημιουργηθεί μια τεράστια έκρηξη ισοδύναμης ισχύος 43 μεγατόνων ΤΝΤ, περίπου 3.000 φορές πιο ισχυρή από την ατομική βόμβα που κατέστρεψε την Χιροσίμα. Γι’ αυτό το λόγο, άλλωστε, στην επιστημονική φαντασία αφθονούν τα όπλα αντιύλης.

Ένα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο). Το άτομο του γνωστού μας υδρογόνου αποτελείται από το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο.

Πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, τη στιγμή της αρχικής Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) του σύμπαντος, εκτιμάται ότι οι δύο μορφές της ύλης υπήρχαν σε οριακά ίσες ποσότητες. Αν αυτή η ισορροπία είχε διατηρηθεί, τότε το ορατό σύμπαν δεν θα υπήρχε. Για άγνωστους λόγους, η πλάστιγγα έγειρε ελαφρώς υπέρ της συμβατικής ύλης (υπήρχαν, δηλαδή, πιθανότατα, εξ' αρχής, ελάχιστα περισσότερα άτομα ύλης σε σχέση με τα άτομα αντιύλης), με αποτέλεσμα αφενός να γεννηθούν τα πάντα γύρω μας και αφετέρου το μισό σύμπαν να εξαφανιστεί στην πορεία και η αντιύλη να είναι πλέον σπάνια σήμερα. Αυτή η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης και η αιτία της αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα της σύγχρονης Φυσικής.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Τζέφρι Χανγκστ του πανεπιστημίου Άαρχους της Δανίας, χρησιμοποίησαν τον επιταχυντή υψηλής ενέργειας του CERN για να δημιουργήσουν τα άτομα αντι-υδρογόνου και στη συνέχεια τα έψυξαν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Ο στόχος είναι πλέον να χρησιμοποιήσουν λέιζερ και φασματοσκοπία μικροκυμάτων για να συγκρίνουν τα παγωμένα και ακινητοποιημένα στην μαγνητική «παγίδα» αντι-άτομα με τα συμβατικά άτομα υδρογόνου. Κάθε αντι-άτομο υδρογόνου αποτελείται όχι από ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο, αλλά από ένα αντιπρωτόνιο και ένα ποζιτρόνιο (το αντίθετο του ηλεκτρονίου).

Άτομα υδρογόνου και αντι-υδρογόνου

Η ίδια ερευνητική ομάδα είχε κατορθώσει πέρυσι το Νοέμβριο, για πρώτη φορά στον κόσμο, να παγιδέψει 38 άτομα αντι-υδρογόνου επί 172 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Τώρα πέτυχε να αυξήσει κατά 5.000 περίπου φορές το χρονικό διάστημα «παγίδευσης» των αντι-ατόμων, καθιστώντας εφικτή την πραγματοποίηση των πρώτων μετρήσεων και πειραμάτων πάνω στην αντιύλη. Είναι η πρώτη φορά ουσιαστικά που οποιοσδήποτε επιστήμων αποπειράται να ρίξει φως στη δομή της αντιύλης. Τα πρώτα αποτελέσματα αναμένονται έως το τέλος του 2011 ή το 2012.

Η ύπαρξη της αντιύλης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον διάσημο βρετανό φυσικό Paul Dirac το 1930, στην προσπάθειά του να συμβιβάσει την κβαντομηχανική με τη θεωρία σχετικότητας και βαρύτητας του Αϊνστάιν.

Πηγές: ΑΠΕ , physics4u.wordpress.com