Wissenschaftler haben gelernt, Antimaterie lange genug stabil zu h alten, um viele faszinierende Experimente damit durchzuführen.
Leistungsstarke supraleitende Elektromagnete wurden verwendet, um Antiwasserstoffatome einzufangen
Wie Sie wissen, ist Antimaterie die teuerste Substanz auf dem Planeten, ihre Herstellung ist so schwierig und so teuer, dass kein kostbarer Diamant in den Gesamtkosten mit den Antimateriekrümeln verglichen werden kann, die Wissenschaftler manchmal entwickeln. Ganz zu schweigen von der Notwendigkeit, seine Existenz irgendwie aufrechtzuerh alten, denn beim ersten Kontakt mit gewöhnlicher Materie vernichtet sich Antimaterie.
Zum Beispiel wurde Antiwasserstoff – ein System bestehend aus einem Antiproton und einem Positron – erstmals Mitte der 1990er Jahre am CERN Center for Nuclear Physics in der Schweiz erh alten. Hier wurde es bereits in den frühen 2000er Jahren in ziemlich anständigen Mengen (in der Größenordnung von mehreren zehn Millionen Atomen) synthetisiert, aber seine Existenzzeit war trotzdem unangenehm kurz. Innerhalb von Mikrosekunden würde die gesamte hart erkämpfte Antimaterie in einem Blitz aus Gammastrahlung verschwinden, was den Wissenschaftlern nur sehr begrenzte Zeit zum Experimentieren und Erforschen ihrer Eigenschaften lässt.
Doch neulich berichtete eine große Gruppe von Wissenschaftlern, die am selben CERN am ALPHA-Experiment arbeiteten, dass es ihnen gelang, 38 Antiwasserstoffatome zu erh alten – und ihre Stabilität für mehr als 0,1 Sekunden beizubeh alten!
Es dauerte mehr als ein Jahr, an Methoden zur Herstellung von Antiwasserstoff zu arbeiten. Beim ALPHA-Experiment werden zunächst Antiprotonen erzeugt, die unter Einwirkung eines angelegten Magnetfelds auf eine kleine Fläche konzentriert werden, die kleiner als ein Streichholz (20 x 1,4 mm) ist, und dann in die zweite Wolke, bestehend aus Positronen. In Wechselwirkung miteinander bilden Antiprotonen und Positronen Antiwasserstoffatome. Der gesamte Prozess findet im "Kokon" des Magnetfelds und im tiefsten Vakuum statt, um Antimaterie so lange wie möglich daran zu hindern, mit Materie zu interagieren.
Es scheint, wie ist es möglich, Antiwasserstoff (wie Wasserstoff) in einem Magnetfeld zu h alten - immerhin ist dies ein elektrisch neutrales Teilchen, dessen Ladung des Antiprotons durch die Ladung des Positrons ausgeglichen wird ? Allerdings hat Antiwasserstoff ein winziges magnetisches Moment, das bei Verwendung ausreichend starker supraleitender Elektromagnete und einer Mindesttemperatur (nur 0,5 Grad über dem absoluten Nullpunkt) ausreicht, um mit seiner Hilfe ein Atom zu manipulieren.
Bis jetzt wurde Antiwasserstoff 172 ms lang daran gehindert, mit Materie zu interagieren. Natürlich dürfte diese Zahl die breite Masse nicht überraschen, aber für Spezialisten eröffnet sie völlig neue Horizonte. Immerhin reicht das schon aus, um Zeit zu haben, um direkt die Eigenschaften und Eigenschaften von Antimaterie zu untersuchen.
Für den Anfang ist natürlich jeder daran interessiert, Experimente zur Prüfung der CPT-Invarianz durchzuführen, also der theoretisch vorhergesagten vollständigen Invarianz physikalischer Gesetze bei gleichzeitiger Inversion von Ladung, Zeit und Parität. Einfach ausgedrückt erlaubt uns die Theorie, das Positron als ein Elektron zu beschreiben, das sich in der Zeit rückwärts bewegt. Und wenn sich das Positron in der Zeit rückwärts bewegt, dann wird es sich überhaupt nicht vom Elektron unterscheiden. Diese Berechnungen gelten in der Theorie längst als bewiesen, aber in der Praxis ergab sich erst jetzt die Möglichkeit, sie zu testen.
Und diese Möglichkeit regt die Fantasie an, denn jeder Unterschied zwischen Antiwasserstoff und Wasserstoff - sagen wir in ihrem optischen Spektrum - der über die CPT-Invarianz hinausgeht, wird dem gesamten Gebäude der theoretischen Konstruktionen der modernen Physik einen schweren Schlag versetzen. Aber vielleicht erklären sie auch das bekannte Problem der „Asymmetrie“des Universums – das heißt, warum praktisch keine Antimaterie darin ist, aber viel gewöhnliche Materie.
Siehe auch: "Krieg der Teilchen und Antiteilchen".
Laut Pressemitteilungen von CERN und UC Berkeley
