O echipă de cercetători de la CERN a anunțat miercuri că a demonstrat în premieră că antimateria interacționează cu gravitația la fel ca materia, un experiment care confirmă încă o dată teoria relativității generale a lui Albert Einstein, relatează Reuters.
Toate lucrurile care ne înconjoară în univers - planetele, stelele, pudelii și acadelele - sunt alcătuite din materie obișnuită. Antimateria este „geamăna” sa misterioasă care are aceeași masă dar încărcătură electrică opusă.
Aproape toate particulele subatomice precum electronii sau protonii au un opus alcătuit din antimaterie. În timp ce electronii au o încărcătură negativă, antielectronii, numiți și pozitroni, sunt încărcați pozitiv.
La fel, în timp ce protonii au o încărcătură pozitivă, antiprotonii sunt încărcați negativ.
În actuala paradigmă cosmologică explozia Big Bang care a dat naștere universului pe care îl cunoaștem ar fi trebuit să producă aceeași cantitate de materie și antimaterie.
Însă realitatea pare să fie diferită, cu foarte puțină antimaterie și aproape zero pe Pământ.
Mai mult, materia și antimateria sunt „incompatibile”, explodând violent când se ating într-un fenomen numit de fizicieni „anihilare”.
Ce a presupus noul experiment de la CERN asupra antimateriei
Noul experiment privind antimateria a fost realizat la Centrul European pentru Cercetări Nucleare (CERN) din Elveția în cadrul unui proiect internațional de colaborare numit „Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA).
Experimentul a presupus folosirea antihidrogenului, varianta de antimaterie a celui mai ușor element din univers.
„Pe Pământ majoritatea antimateriei care apare natural este produsă de raze cosmice - particule energetice din spațiu - care se ciocnesc în aer cu atomi și creează perechi de antimaterie-materie”, afirmă fizicianul Jonathan Wurtele de la Universitatea Berkely din California și coautor al noului studiu publicat în revista Nature.
Această antimaterie nou-creată rezistă doar până când se lovește de un atom normal de materie în atmosfera inferioară.
Însă antimateria poate fi produsă artificial în condiții controlate, precum cele din cadrul experimentului desfășurat de ALPHA, echipa de cercetători folosind în cadrul său antihidrogen creat la CERN.
Antihidrogenul a fost ținut în vid într-o încăpere cilindrică specială și „blocat” cu câmpuri magnetice plasate în partea superioară și inferioară a acesteia.
Cercetătorii au micșorat apoi câmpurile magnetice pentru a „elibera” antimateria și observa cum se comportă odată ce influența gravitației asupra sa devine evidentă. Mai simplu spus, oamenii de știință au vrut să vadă dacă antihidrogenul va cădea spre Pământ sau nu, ca materia obișnuită.
El s-a comportat întocmai cum ar face-o hidrogenul în condițiile respective.
Contrazicerea teoriei lui Einstein ar fi fost o „surpriză enormă”
„Acest rezultat a fost prezis în teorie și experimente indirecte care s-au bazat pe fenomene subtile. Însă nimeni nu a realizat până acum un experiment direct în care antimateria a fost pur și simplu lăsată pentru a vedea în ce direcție va cădea”, a declarat Joel Fajans, un alt fizician de la Berkely și coautor al studiului.
„Experimentul nostru exclude alte teorii care necesită ca antimateria să se înalțe în câmpul gravitațional al Pământului”, a mai explicat și Wurtele.
Deși Albert Einstein și-a formulat celebra teorie a relativității generale înainte de descoperirea antimateriei în 1932, el a tratat toată materia ca fiind echivalentă. Cu alte cuvinte, potrivit teoriei sale antimateria ar trebui să se comporte la fel ca materia când este supusă unor interacțiuni cu forța gravitației.
Dar ce s-ar fi întâmplat dacă antimateria ar fi sfidat așteptările?
„Ar fi fost o surpriză enormă întrucât ar fi fost o contradicție semnificativă cu numeroase teorii”, spune William Bertsche, un alt fizician și coautor al studiului, de data aceasta de la Universitatea Manchester.
„Cred că acest lucru atestă soliditatea teoriei relativității generale și a principiilor care derivă din aceasta”, a adăugat el.
Marele mister legat de antimaterie rămâne în continuare neelucidat
În ceea ce privește raritatea extremă a antimateriei în universul observabil, ea continuă să rămână un mister.
De exemplu, nu există niciun indiciu care să arate că există galaxii alcătuite în întregime din antimaterie, cum există în cazul materiei obișnuite.
„Absența aproape completă a antimateriei care apare natural este una dintre marile întrebări cu care se confruntă fizica”, afirmă Wurtele.
Experimentul realizat acum la CERN exclude însă una dintre ipotezele privind raritatea antimateriei - că ea a fost respinsă gravitațional de materie în timpul Big Bang-ului.
„Nu contează cât de frumoasă este teoria, fizica este o știință bazată pe experimente”, subliniază Fajans.
6
1
