Me elame universumist, mis on valmistatud ainest. Füüsikud tahavad teada, miks mateeria asendas selle antimaterjalide kaksiku ja sel nädalal sai ALPHA koostöö CERNis sammu lähemale mõistatuse lahti mõtestamisele.
2005. aastal asutatud rahvusvaheline koostöökatse ALPHA oli loodud selleks, et spetsiaalselt selleks ette nähtud eksperimendi abil püüda antigeen vesiniku osakesi. See on kätte jõudmas seal, kus tema antimaterjali otsiv eelkäija ATHENA pooleli jäi. Tähelepanu keskmes on antivesinik, sest vesinik on universumis kõige levinum element ja selle struktuur on teadlastele väga hästi teada.
Igal vesinikuaatomil on üks tuum, mis tiirleb ümber selle tuuma. Valguse põletamine aatomites erutab elektroni, põhjustades selle hüpoteebi tuumast kaugemal asuvale orbiidile, enne kui see lõdvestub ja naaseb oma puhkeolekusse orbiidile, mis kiirgab protsessi käigus valgust. Selle kiirgatava valguse sagedusjaotus on teada; see on täpselt mõõdetud ja meie ainest valmistatud universumis on vesiniku ainulaadne.
Põhifüüsika ütleb, et vesiniku antimaterjalist kaksik, antivesinik, peaks olema võrdselt äratuntav identse spektriga. See tähendab, et kui kõik, mida me osakeste füüsikast teame, on õige. ALPHA rühma peamine eesmärk on antihüdrogeeni spektri hõivamine ja mõõtmine.
ALPHA on teinud esimesed tagasihoidlikud antivesiniku mõõtmised. ALPHA aparaadis on antivesinik vesiniku abil kinni magnetide paigutusega, mis mõjutavad aatomite magnetvälja. Nendele vesinikuaatomitele suunatud kindlale sagedusele häälestatud mikrolained libistavad nende magnetilise orientatsiooni, vabastades need. Vabanenud antivesinik vastab vesinikule, kui see väljub ja kaks hävivad üksteist, jättes seadet ümbritsevate osakeste detektorites hästi tuntud mustri.
Aparaat kogus tõendeid elektronide hüppelistest orbiitidest antivesinikuaatomis pärast seda, kui mikrolainekiirgus muutis selle sisemist olekut. Tulemus tõestab veelgi ALPHA lähenemisviisi paikapidavust, näidates, et aparaadil on piisavalt kontrolli ja tundlikkust, et viia läbi katse, milleks see oli ette nähtud. Tulevikus keskendub ALPHA oma mikrolaine mõõtmiste täpsuse parandamisele, et laserite abil tuvastada antivesiniku spekter.
Põnevaid tulemusi oli raske saavutada, kuna antivesinikku looduses ei eksisteeri. See on valmistatud ALPHA aparaadis antiprotoonidest, mis on ise valmistatud Antiprotoni aeglustajas, ja positronidest radioaktiivsest allikast. Ja sellel peab olema piisavalt madal energiatase, et mõõtmiste jaoks lõksu jääda. Kuid see töötab ja võib-olla annab see füüsikutele võtme, mida nad vajavad varajase universumi müsteeriumi mõistmiseks.
Allikas: CERN
