Κράτησαν στη ζωή αντι-ύλη για 16 λεπτά

Το CERN έδωσε στην δημοσιότητα μια καλλιτεχνική απεικόνιση της δημιουργίας σωματιδίων αντι-υδρογόνου

Γενεύη

Ένα από τα πιο σημαντικά επιτεύγματα που έχουν γίνει τα τελευταία χρόνια στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (το γνωστό CERN) ανακοινώθηκε από τους υπευθύνους του ερευνητικού προγράμματος Alpha. Ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν εκατοντάδες σωματίδια αντι-ύλης και πιο συγκεκριμένα άτομα αντι-υδρογόνου και να «παγιδεύσουν» ορισμένα από αυτά για 16 λεπτά, χρονικό διάστημα ικανό για να μελετηθούν.

Πρόκειται για μια εντυπωσιακή εξέλιξη με δεδομένο ότι πριν λίγους μήνες οι ερευνητές στο ίδιο πρόγραμμα είχαν καταφέρει να δημιουργήσουν 38 άτομα αντι-υδρογόνου και να τα «παγιδεύσουν» μόλις για μερικά δέκατα του δευτερολέπτου, χρονικό διάστημα που φυσικά δεν επέτρεψε οποιαδήποτε παρατήρηση και μελέτη τους.

Η αντι-ύλη

Η φυσική επιστήμη θεωρεί ότι για κάθε σωματίδιο όπως τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια υπάρχει ένα αντι-σωματίδιο το οποίο η επιστημονική κοινότητα έχει ονομάσει «σωματίδιο - καθρέφτη» και είναι πανομοιότυπο με το «πρωτότυπο» αλλά με αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα, ο «καθρέφτης» του πρωτονίου είναι το αντι-πρωτόνιο, του υδρογόνου το αντι-υδρογόνο ενώ «καθρέφτης» του ηλεκτρονίου είναι το ποζιτρόνιο. Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία κατά την γέννηση του Σύμπαντος η αντι-ύλη ήταν τόση όση και η ύλη αλλά στη συνέχεια εξαφανίστηκε.

Οι επιστήμονες προσπαθούν επί χρόνια να βρουν απαντήσεις σε αυτό το κοσμικό μυστήριο η λύση του οποίου θα φωτίσει άγνωστες πτυχές της δημιουργίας αλλά και της εξέλιξης του συμπαντικού περιβάλλοντος. Τα σωματίδια αντι-ύλης μόλις έρθουν σε επαφή με την ύλη αλληλοεξουδετερώνονται δημιουργώντας καθαρή ενέργεια γεγονός που εμπόδιζε μέχρι σήμερα τους επιστήμονες να έρθουν σε επαφή μαζί τους. Έτσι όσο περισσότερο χρόνο καταφέρουν να έχουν στην διάθεσή τους οι επιστήμονες τα σωματίδια αντι-ύλης για να τα μελετήσουν τόσο περισσότερα μυστικά της θα αποκαλυφθούν.

Η μαγνητική «παγίδα»

Η δημιουργία και «παγίδευση» των 309 ατόμων αντι-υδρογόνου έγινε στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) στο οποίο διεθνής ομάδα ερευνητών χρησιμοποιεί μια ειδική συσκευή, έναν επιβραδυντή αντιπρωτονίων, για τη δημιουργία σωματιδίων αντι-ύλης. Οι ερευνητές με την βοήθεια της συσκευής δημιουργούν μια «μαγνητική παγίδα» η οποία συγκρατεί τα σωματίδια αντι-ύλης και δεν τους επιτρέπει να έρθουν αμέσως σε επαφή με την ύλη και να εξαφανιστούν.

«Καταφέραμε να δούμε για περισσότερο χρόνο το πώς συμπεριφέρονται αυτά τα σωματίδια όταν βρίσκονται στην παγίδα, πώς κινούνται, ποιά είναι η ταχύτητα και η ενέργειά τους. Με λίγες δεκάδες σωματίδια ήταν δύσκολο να τα δούμε όλα αυτά. Με μερικές εκατοντάδες σωματίδια αρχίζουμε να βλέπουμε την συμπεριφορά τους μέσα στην παγίδα» αναφέρει ο Τζέφρι Χάνγκστ, του Πανεπιστημίου Ααράους στη Δανία που είναι επικεφαλής αυτών των πειραμάτων.

Βασικός στόχος των ερευνητών είναι να διαπιστώσουν εάν ενεργεί η βαρύτητα πάνω στην αντιύλη με τον ίδιο τρόπο που ενεργεί και στην κανονική ύλη. Με απλά λόγια, οι φυσικοί προσπαθούν να καθορίσουν εάν το αντι-υδρογόνο, αφού αφεθεί ελεύθερο, θα πέσει στο έδαφος, ή θα «πετάξει» ψηλά.

Πηγή : Βήμα Science 
           Cern News
           Nature Physics

και λίγη περισσότερη θεωρία . . .

Καθιερωμένο πρότυπο (Standard Model) : η θεωρία που περιγράφει τα στοιχειώδη σωματίδια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις , εκτός της βαρύτητας.Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο υπάρχουν 12 στοιχειώδη σωμάτια 6 λεπτόνια και 6 κουαρκς. Τα στοιχειώδη σωμάτια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με την ανταλλαγή μποζονίων.
αντισωμάτιο : για κάθε είδους σωμάτιο υπάρχει κάποιο άλλο με το αντίθετο φορτίο και κοινά τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά. Το σωμάτιο αυτό λέγεται αντισωμάτιο. Το αντισωμάτιο πχ του ηλεκτρονίου είναι το ποζιτρόνιο. Τα αντισωμάτια όταν συναντούν τα αντίστοιχα σωμάτιά τους εξαυλώνονται.
αντιύλη: η ύλη της οποίας τα άτομα αποτελούνται από αντισωμάτια δηλαδή αντιπρωτόνια, αντινετρόνια και ποζιτρόνια.
Τα στοιχειώδη σωμάτια της ύλης είναι 12 συν τα 12 αντισωμάτιά τους.

αν θέλετε να δείτε ένα βίντεο σχετικά με το πείραμα κάντε κλικ εδώ

http://www.youtube.com/watch?v=2WN-zk_giKw&feature=player_detailpage