CERN: Πείραμα αντιύλης δημιούργησε ακτίνα από άτομα αντι-υδρογόνου

Την πρώτη ακτίνα από άτομα αντι-υδρογόνου παρήγαγε το πείραμα αντιύλης ASACUSA στο CERN. Η δημιουργία του αντι-υδρογόνου γίνεται με την ανάμιξη αντι-ηλεκτρονίων (ποζιτρονίων) με χαμηλής ενέργειας αντιπρωτόνια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον ιάπωνα φυσικό Γιασουνόρι Γιαμαζάκι, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Nature Communications”, ανέφεραν ότι κατάφεραν για πρώτη φορά να ανιχνεύσουν μια δέσμη από 80 άτομα αντι-υδρογόνου.

Το επίτευγμα, μεταξύ άλλων, αναμένεται να βοηθήσει στην φασματοσκοπική ανίχνευση της αντιύλης στο σύμπαν. Αν και η αντιύλη έχει παραχθεί στα εργαστήρια του CERN μέχρι σήμερα σε σημαντικές ποσότητες και σε διάφορες μορφές (δηλαδή με διαφορετικά αντισωματίδια), ποτέ έως τώρα δεν έχει εντοπιστεί σε πρωτογενή μορφή στο σύμπαν, πράγμα που αποτελεί ένα μεγάλο επιστημονικό αίνιγμα.

Τα σχετικά πειράματα αντιύλης στο CERN έχουν επιταχυνθεί κατά τα τελευταία χρόνια. Το 2011, το πείραμα ALPHA ανακοίνωσε ότι παγίδευσε άτομα αντι-υδρογόνου για ένα χρονικό διάστημα 1.000 δευτερολέπτων, ενώ το 2013 το πείραμα ATRAP ανακοίνωσε την πρώτη άμεση μέτρηση αντιπρωτονίων.

Διαθέτοντας μόνο ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο, το υδρογόνο αποτελεί το απλούστερο άτομο στη φύση, γι’ αυτό έχει αποτελέσει αντικείμενο ενδελεχούς επιστημονικής έρευνας. Από την άλλη, το αντι-υδρογόνο είναι το απλούστερο αντι-άτομο. Η σύγκριση των ατόμων υδρογόνου και αντι-υδρογόνου (του αντίστοιχου σωματιδίου αντιύλης) συνιστά ένα από τους καλύτερους τρόπους για την μελέτη της ύλης και της αντιύλης στο σύμπαν.

Η ύλη και η αντιύλη αλληλοεξουδετερώνονται αμέσως μόλις έλθουν σε επαφή, έτσι μία από τις βασικές προκλήσεις των επιστημόνων είναι, αφού δημιουργήσουν άτομα αντι-υδρογόνου, να τα κρατήσουν μακριά από τα άτομα της κανονικής ύλης (του υδρογόνου). Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ισχυρών μαγνητικών πεδίων, που παγιδεύουν τα αντι-άτομα (τα σωματίδια αντιύλης) για όσο καιρό χρειάζεται, προκειμένου να μελετηθούν.

Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές του πειράματος ASACUSA στο CERN θα είναι να βελτιώσουν περαιτέρω την κινητική ενέργεια των ακτίνων αντι-υδρογόνου και να καταλάβουν καλύτερα την κβαντική κατάστασή τους.

(Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ)