Žijeme ve vesmíru vytvořeném z hmoty. Fyzici chtějí vědět, proč záležitost nahradila jeho antihmotové dvojče, a tento týden se spolupráce ALPHA v CERNu posunula blíže k odhalení záhady.
ALPHA, mezinárodní kolaborativní experiment založený v roce 2005, byl navržen tak, aby zachytil a změřil antihydrogenové částice pomocí speciálně navrženého experimentu. Zjišťuje, kde jeho předchůdce antihmoty, ATHENA, skončil. Důraz je kladen na antihydrogen, protože vodík je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru a jeho struktura je vědcům velmi dobře známa.
Každý atom vodíku má jeden elektron obíhající jádro. Vystřelující světlo na atomy excituje elektron, což způsobí, že skočí na oběžné dráze dále od jádra, než se uvolní a vrátí se do klidové oběžné dráhy emitující světlo v procesu. Je známo rozdělení frekvence tohoto emitovaného světla; bylo přesně změřeno a v našem vesmíru je hmota jedinečná pro vodík.
Základní fyzika diktuje, že vodíkové antihmotové dvojče, antihydrogen, by měly být stejně rozeznatelné pomocí identického spektra. To znamená, že pokud je vše, co víme o částicové fyzice, správné. Hlavním cílem skupiny ALPHA je zachycení a měření antihydrogenového spektra.
ALPHA provedla první skromná měření antihydrogenu. V přístroji ALPHA je antihydrogen zachycen uspořádáním magnetů, které ovlivňují magnetické pole atomů. Mikrovlny naladěné na specifickou frekvenci zaměřenou na tyto antihydrogenní atomy převrátí jejich magnetickou orientaci a osvobodí je. Uvolněný antihydrogen se setkává s vodíkem, když uniká, a oba se navzájem ničí, takže v detektorech částic obklopujících přístroj zanechává dobře známý vzor.
Přístroj zachytil důkaz elektronových skokových drah v antihydrogenním atomu poté, co mikrovlnné záření změnilo svůj vnitřní stav. Výsledek dále prokazuje platnost přístupu ALPHA, což dokazuje, že přístroj má dostatečnou kontrolu a citlivost k úspěšnému provedení experimentu, pro který byl navržen. V budoucnu se ALPHA zaměří na zlepšení přesnosti svých mikrovlnných měření, aby odhalila antihydrogenové spektrum pomocí laserů.
Vzrušující výsledky bylo obtížné dosáhnout, protože antihydrogen v přírodě neexistuje. Vyrábí se v přístroji ALPHA z antiprotonů, které se vyrábějí v antiprotonovém zpomalovači a pozitronech z radioaktivního zdroje. A musí mít dostatečně nízkou hladinu energie, aby zůstala v pasti pro měření. Funguje to a může fyzikům poskytnout jen klíč, který potřebují k pochopení tajemství raného vesmíru.
Zdroj: CERN
