Zespół naukowców z CERN po raz pierwszy zaobserwował serię Lymana w antymaterii

Naukowcom z Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych udało się osiągnąć kolejny kamień milowy w badaniach nad antymaterią. Po raz pierwszy zaobserwowano specyficzne światło emitowane przez wzbudzony atom antywodoru.

CERN

Po raz pierwszy zaobserwowano przejście Lymana-alfa w atomie antywodoru. Odkrycie specjalistów z CERN nie tylko pogłębia dotychczasową wiedzę na ten temat, ale także otwiera drogę nowym możliwościom badania antymaterii. Jak donosi czasopismo Nature, odkrycie jest wynikiem współpracy fizyków CERN nad projektem ALPHA.

Projekt ALPHA

Fizycy są bardzo zainteresowani właściwościami antymaterii. Wiedzą o jej istnieniu, ale nie do końca rozumieją, dlaczego wszechświat składa się prawie wyłącznie z materii. Dotychczasowe eksperymenty udowodniły, że choć obie zachowują się w podobny sposób, wykazują kilka subtelnych różnic, które naukowcy mają nadzieję odkryć.

W zwykłej materii, kiedy wzbudzony elektron przechodzi z wyższego poziomu energii do podstawowego, emituje foton ultrafioletowy o określonej długości (fala wynosi 121,6 nanometra).

Z kolei w antymaterii rolę elektronu pełni pozyton, który ma taką samą masę, ale przeciwny ładunek. Choć antymateria jest bardzo rzadka we wszechświecie, pozytony są dość łatwe do znalezienia. W CERN użyto sodu-22.

Antymateria

Zespół APLHA doprowadził do interakcji pozytronów z antyprotonami. Później potraktowano je impulsami laserowymi, które pobudziły pozytony i zupełnie jak zwykła materia, zaczęły emitować foton. Przejście z jednego poziomu na drugi zawsze ma tę samą wartość, więc emitowany foton Lymana-alpha zawsze wygląda tak samo.

Jesteśmy naprawdę podekscytowani wynikiem. Przejście Lymana-alfa jest bardzo trudne do zaobserwowania, nawet w „normalnym” wodorze. – powiedział Jeffrey Hangst, rzecznik eksperymentu ALPHA

Przełomowe odkrycie

Zaobserwowanie serii Lymana-alfa w atywodorze pozwala naukowcom badać antymaterię pod innym kątem. Emisja ma kluczowe znaczenie dla chłodzenia laserowego, więc bardzo możliwe, że uda się wytworzyć gęste i chłodne próbki. To z kolei pozwoliłoby na zupełnie inne badanie antymaterii i znacznie precyzyjniejsze pomiary grawitacyjne i spektroskopowe.

Być może to również pomoże odpowiedzieć na pytanie, dlaczego wszechświat jest dokładnie taki, jaki jest.