Nauka: Stručnjaci sve bliži rešavanju misterije antimaterije

Naučnici su došli do ključnog otkrića o antimateriji - misterioznoj supstanci koje je bilo u izobilju kad je nastao Univerzum.

Antimaterija je suprotnost materiji, od koje su stvorene zvezde i planete.

Obe su nastale u istoj količini u Velikom prasku koji je formirao naš Univerzum.

I dok je, međutim, materija svuda, njenu suprotnost sada je veoma teško pronaći.

• Pronalazak Higsovog bozona: Šta nam je otkrila „božanska čestica"
• Naučnici blizu otkrivanja pete sile u prirodi
• „Korak smo bliže“ rešenju najveće misterije kosmosa
• Šta ako vasiona nema kraj

Najnovija studija otkrila je da obe reaguju na gravitaciju na isti način.

Godinama su se fizičari upinjali da otkriju razlike i sličnosti između njih, da bi objasnili kako je stvoren Univerzum.

Otkriće da se antimaterija diže u reakciji na gravitaciju, umesto da pada, rasturilo bi sve što znamo o fizici.

Oni su sada prvi put potvrdili da atomi antimaterije padaju nadole.

Ali daleko od toga da je ovo sada naučni ćorsokak - to otvara vrata novim eksperimentima i teorijama.

Da li ona pada istom brzinom, na primer?

Tokom Velikog praska, materija i antimaterija je trebalo da se pomešaju i potru jedna drugu, ne ostavivši ništa za sobom sem svetla.

Zašto nisu jedna je od velikih misterija fizike i otkrivanje razlika između njih ključ je za njeno razrešenje.

Materija je u tim prvim trenucima stvaranja nekako uspela da nadvlada antimateriju.

Kako reaguje na gravitaciju moglo da krije rešenje, prema rečima doktorke Danijele Hodžkinson, članice istraživačkog tima iz Cerna u Švajcarskoj, najveće svetske laboratorije za fiziku čestica.

„Ne razumemo kako je našim Univerzumom počela da dominira materija i to motiviše naše eksperimente", rekla mi je ona.

Većina antimaterije postoji samo prolazno u Univerzumu, na deliće sekunde.

I zato, da bi uspeo da izvrši eksperimente, Cernov tim mora da je stvori u stabilnom i dugotrajnom obliku.

Profesor Džefri Hengst proveo je trideset godina gradeći pogon koji će minuciozno praviti hiljade atoma antimaterije od subatomskih čestica, hvatati ih i potom ih ispuštati.

„Antimaterija je naprosto najfascinantnija, najmisterioznija stvar koju možete da zamislite", kaže mi on.

„Koliko mi razumemo, mogli biste da izgradite univerzum baš kao što je naš, sa vama i sa mnom u njemu, samo od antimaterije", rekao mi je profesor Hengst.

„To je prosto inspirativno da se prouči; to je jedno od najfundamentalnijih otvorenih pitanja - šta je ta stvar i kako se ponaša."

Pogledajte video:

Šta je antimaterija?

Počnimo sa time šta je materija: sve u našem svetu napravljeno je od nje, od sićušnih čestica zvanih atomi.

Najprostiji atom je vodonik.

Od njega je uglavnom napravljeno Sunce.

Atom vodonika sačinjen je od pozitivno naelektrisanih protona u sredini i negativno naelektrisanih elektrona koji kruže oko njega.

Kod antimaterije, naelektrisanje je obrnuto.

Uzmite na primer antivodonik, koji je antimaterijska verzija vodonika, korišćen u Cernovim eksperimentima.

On ima negativno naelektrisani proton (antiproton) u sredini i pozitivnu verziju elektrona (pozitron) koji kruži oko njega.

Ove antiprotone proizvode sudarajuće čestice u Cernovim akceleratorima.

Oni stižu u laboratoriju za antimateriju kroz cevi brzinom približnom brzini svetlosti.

To je prebrzo da bi istraživači mogli da ih kontrolišu.

Prvi korak je da se uspore, što istraživači rade poslavši ih oko prstena.

To im izvlači energiju, sve dok ne počnu da se kreću podnošljivom brzinom.

Antiprotoni i pozitroni se potom šalju u ogroman magnet, gde se mešaju da bi oformili hiljade atoma antivodonika.

Magnet stvara polje, koje hvata antivodonik.

Kad bi dodirnuo strane posude, momentalno bi bio uništen, zato što antimaterija ne može da preživi kontakt sa našim svetom.

Kad se polje isključi, ispuštaju se atomi antivodonika.

Senzori potom detektuju da li su oni pali nadole ili nagore.

Neki teoretičari su predviđali da bi antimaterija mogla da pada nagore, mada je većina, najistaknutije od njih Albert Ajnštajn u svojoj Opštoj teoriji relativnosti pre više od sto godina, rekao da bi trebalo da se ponaša isto kao materija i da pada nadole.

Istraživači u Cernu su sada potvrdili, sa do sada najvećim stepenom sigurnosti, da je Ajnštajn bio u pravu.

Ali samo zato što antimaterija ne pada nagore, to ne znači da pada nadole istom brzinom kao materija.

• Žene koje su promenile fiziku
• Kako je naučnik iz Bečeja stigao do najvećeg teleskopa na svetu u Kini
• Šta je nuklearna fuzija i kako funkcioniše

Za sledeći korak u istraživanju, tim ažurira eksperiment tako da postane osetljiviji, da bi se videlo da li postoji neznatna razlika u brzini kojom pada antimaterija.

Ako jeste tako, to bi moglo da odgovori na jedno od najvećih pitanja svih vremena - kako je došlo do nastanka Univerzuma.

Rezultati su objavljeni u naučnom časopisu Priroda (Nature).

Pogledajte i ovu priču:

Pratite nas na Fejsbuku,Tviteru i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk

(BBC News, 09.28.2023)