Parim teadus - küsimused, mis haaravad ja sunnivad kõiki inimesi - on varjatud saladuses. Kui see oleks olnud nii, oleks kaks osakeste tüüpi üksteist hävitanud, jättes energiasse tunginud Universumi.
Nagu meie olemasolu tõendab, seda ei juhtunud. Tegelikult näib, et loodus eelistab ühte osa 10 miljardist ainest antimaterjali asemel. See on kaasaegse füüsika üks suurimaid saladusi.
Kuid Suur Hadroni põrkaja teeb kõvasti tööd, surudes asja sõna otseses mõttes piirini, et see kütkestav mõistatus lahendada. Sel nädalal lõi CERN antihüdrogeensete aatomite palgi, mis võimaldas teadlastel esmakordselt selle tabamatu antimaterjali täpseid mõõtmisi teha.
Osakesed on aineosakestega identsed, välja arvatud nende elektrilaengu märk. Niisiis, kui vesinik koosneb positiivselt laetud prootonist, mida tiirleb negatiivselt laetud elektron, siis antivesinik koosneb negatiivselt laetud antiprotoonist, mida tiirleb positiivselt laetud anti-elektron või positron
Kuigi ürgset antimaterjali pole universumis kunagi täheldatud, on osakestekiirendis võimalik luua antihüdrogeeni, segades positroneid ja madala energiaga antiprotoneid.
2010. aastal hõivas ja hoidis ALPHA meeskond esimest korda antivesiniku aatomeid. Nüüd on meeskond edukalt loonud antihüdrogeensete osakeste kiire. Sel nädalal ajakirjas Nature Communications avaldatud artiklis teatas ALPHA meeskond 80 antivesinikuaatomi tuvastamisest 2,7 meetrit nende tootmisest allavoolu.
"See on esimene kord, kui oleme saanud teatud täpsusega uurida antihüdrogeeni," ütles ALPHA pressiesindaja Jeffrey Hangst pressiteates. "Oleme optimistlikud, et ALPHA püünistehnika annab tulevikus palju selliseid teadmisi."
Üks peamisi väljakutseid on antihüdrogeeni eemaldamine tavalisest ainest, nii et need kaks ei hävitaks üksteist. Selleks kasutab enamik katseid antigeenide aatomite püüdmiseks piisavalt kaua magnetvälju, et neid piisavalt uurida.
Tugevad magnetväljad aga halvendavad antivesinikuaatomite spektroskoopilisi omadusi, nii et ALPHA meeskond pidi välja töötama uuendusliku süsteemi, mis võimaldaks antivesinikuaatomite viimist piirkonda, kus neid saaks uurida, kaugel tugevast magnetväljast.
Antihüdrogeeni laengu mõõtmiseks uuris ALPHA meeskond elektrivälja juuresolekul püünisest vabanenud anti vesinikuaatomite trajektoore. Kui anti vesinikuaatomitel oleks elektrilaeng, siis väli suunaks neid ümber, neutraalsed aatomid aga taandumatuks.
386 registreeritud sündmuse põhjal saadud tulemus annab antihüdrogeeni elektrilaengu väärtuse -1,3 x 10-8. Teisisõnu, selle laad ühildub nulli kuni kaheksa kümnendkoha täpsusega. Ehkki see tulemus pole üllatav, kuna vesinikuaatomid on elektriliselt neutraalsed, on see esimene kord, kui antiatoomi laeng mõõdetakse nii suure täpsusega.
Tulevikus võib igasugune tuvastatav erinevus mateeria ja antimaterjali vahel aidata lahendada tänapäevase füüsika ühte suurimat saladust, avades akna teaduse uude valdkonda.
Artikkel on avaldatud ajakirjas Nature Communications.
