Οι επιστήμονες έχουν κάνει ακόμα την ακριβέστερη μέτρηση της αντιύλης ακόμα, και τα αποτελέσματα μόνο εμβαθύνουν το μυστήριο του γιατί η ζωή, το σύμπαν και όλα σε αυτό υπάρχουν.
Οι νέες μετρήσεις δείχνουν ότι, σε έναν απίστευτα υψηλό βαθμό ακρίβειας, η αντιύλη και η ύλη συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο.
Ωστόσο, αυτές οι νέες μετρήσεις δεν μπορούν να απαντήσουν σε μία από τις μεγαλύτερες ερωτήσεις στη φυσική: Γιατί, εάν σχηματίστηκαν ίσα μέρη και αντιύλη κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, το σύμπαν μας σήμερα αποτελείται από την ύλη;
Σύμπαν σε ισορροπία
Το σύμπαν μας βασίζεται στην ισορροπία των αντίθετων. Για κάθε τύπο "φυσιολογικού" σωματιδίου, κατασκευασμένου από ύλη, υπάρχει ένα συζευγμένο αντισωματίδιο της ίδιας μάζας που παράγει το αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο ταυτόχρονα. Τα ηλεκτρόνια έχουν αντίθετα αντιηλεκτρόνα ή ποζιτρόνια. τα πρωτόνια έχουν αντιπρωτόνια. και ούτω καθεξής.
Όταν τα σωματίδια της ύλης και της αντιύλης συναντώνται, όμως, εξομαλύνουν ο ένας τον άλλο, αφήνοντας πίσω τους μόνο την παραμένουσα ενέργεια. Οι φυσικοί υποθέτουν ότι θα έπρεπε να υπήρχαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης που δημιουργήθηκαν από τη Μεγάλη Έκρηξη και ότι ο καθένας θα εξασφάλιζε την αμοιβαία καταστροφή του άλλου, αφήνοντας ένα σύμπαν του μωρού να στερείται των οικοδομικών τετραγώνων της ζωής (ή οτιδήποτε άλλο). Ωστόσο, εδώ είμαστε, σε ένα σύμπαν που αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την ύλη.
Αλλά εδώ είναι το kicker: Δεν ξέρουμε καμία αρχέγονη αντιύλη που να το έκανε έξω από το Big Bang. Γιατί λοιπόν - αν η αντιύλη και η ύλη συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο - ένας τύπος ύλης επέζησε από τη Μεγάλη Έκρηξη και ο άλλος όχι;
Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα είναι να μετρήσουμε με ακρίβεια τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης και των συζευγμάτων της αντιύλης και να συγκρίνουμε αυτά τα αποτελέσματα, δήλωσε ο Stefan Ulmer, φυσικός στο Riken στο Wako της Ιαπωνίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα. Εάν υπάρχει μια μικρή απόκλιση μεταξύ ιδιοτήτων ύλης και συσχετισμένων ιδιοτήτων αντιύλης, αυτή θα μπορούσε να είναι η πρώτη ένδειξη για την επίλυση της μεγαλύτερης φυσικής κατάστασης της φυσικής. (Το 2017, οι επιστήμονες διαπίστωσαν κάποιες μικρές διαφορές στον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται κάποιοι εταίροι αντιύλης, αλλά τα αποτελέσματα δεν ήταν στατιστικά αρκετά ισχυρά ώστε να θεωρηθούν ως ανακάλυψη.)
Αλλά αν οι επιστήμονες θέλουν να χειραγωγήσουν αντιύλη, πρέπει να το κάνουν με προσοχή. Τα τελευταία χρόνια, μερικοί φυσικοί έχουν πάρει τη μελέτη αντιυδρογόνου ή αντιγόνου υδρογόνου, επειδή το υδρογόνο είναι "ένα από τα πράγματα που καταλαβαίνουμε καλύτερα στο σύμπαν", δήλωσε ο συν-συγγραφέας Jeffrey Hangst, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Aarhus στη Δανία. . Η παρασκευή αντιϋδρογόνου συνήθως περιλαμβάνει ανάμειξη 90.000 αντιπρωτόνων με 3 εκατομμύρια ποζιτρόνια για την παραγωγή 50.000 ατόμων αντι-υδρογόνου, μόνο 20 από τα οποία αλιεύονται με μαγνήτες σε κυλινδρικό σωλήνα μήκους 11 ιντσών (28 εκατοστά) για περαιτέρω μελέτη.
Τώρα, σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε σήμερα (4 Απριλίου) στο περιοδικό Nature, η ομάδα του Hangst έχει επιτύχει ένα πρωτοφανές πρότυπο: Έχουν λάβει την ακριβέστερη μέτρηση του αντιϋδρογόνου - ή οποιουδήποτε τύπου αντιύλης καθόλου - μέχρι σήμερα. Σε 15.000 άτομα ανδρογόνου (σκεφτείτε ότι κάνατε αυτή την προαναφερθείσα διαδικασία ανάμειξης περίπου 750 φορές), μελέτησαν τη συχνότητα του φωτός που τα άτομα εκπέμπουν ή απορροφούν όταν μεταβαίνουν από χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση σε υψηλότερη.
Οι μετρήσεις των ερευνητών έδειξαν ότι τα επίπεδα ενέργειας των ανδρογόνων ατόμων και η απορροφούμενη ποσότητα φωτός συμφώνησαν με τους αντίστοιχους υδρογόνους, με ακρίβεια 2 μερών ανά τρισεκατομμύριο, βελτιώνοντας δραματικά την προηγούμενη ακρίβεια μέτρησης της τάξεως των μερών ανά δισεκατομμύριο.
"Είναι πολύ σπάνιο ότι οι πειραματιστές καταφέρνουν να αυξήσουν την ακρίβεια κατά 100", δήλωσε ο Ulmer στο Live Science. Πιστεύει ότι εάν η ομάδα του Hangst συνεχίσει τις εργασίες για 10 έως 20 χρόνια, θα είναι σε θέση να αυξήσει το επίπεδο ακρίβειας της φασματοσκοπίας υδρογόνου με έναν επιπλέον παράγοντα 1.000.
Για τον κ. Hangst, ο εκπρόσωπος της συνεργασίας ALPHA στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ο οποίος παρήγαγε τα αποτελέσματα αυτά, αυτό το επίτευγμα ήταν σε εξέλιξη δεκαετίες.
Η παγίδευση και η συγκράτηση της αντιύλης ήταν ένα μεγάλο κατόρθωμα, είπε ο Hangst.
"Είκοσι χρόνια πριν, οι άνθρωποι πίστευαν ότι αυτό δεν θα συμβεί ποτέ", είπε. "Είναι μια πειραματική εκδρομή για να μπορέσουμε να κάνουμε αυτό καθόλου."
Τα νέα αποτελέσματα είναι πολύ εντυπωσιακά, ο Michael Doser, φυσικός στο CERN που δεν συμμετείχε στην εργασία, είπε στο Live Science σε ένα email.
"Ο αριθμός των παγιδευμένων ατόμων για αυτή τη μέτρηση (15.000) είναι μια τεράστια βελτίωση σε δικά τους αρχεία μόνο πριν από λίγα χρόνια", δήλωσε ο Doser.
Τι λέει λοιπόν η ακριβέστερη μέτρηση της αντιύλης; Λοιπόν, δυστυχώς, όχι πολύ περισσότερο από ό, τι γνωρίζαμε ήδη. Όπως αναμενόταν, το υδρογόνο και το αντιυδρογόνο και η αντιύλη συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο. Τώρα, γνωρίζουμε απλώς ότι είναι πανομοιότυπα σε μια μέτρηση των μερών ανά τρισεκατομμύριο. Ωστόσο, ο Ulmer δήλωσε ότι η μέτρηση των 2 τεμαχίων ανά τρισεκατομμύριο δεν αποκλείει το ενδεχόμενο κάτι να αποκλίνει μεταξύ των δύο τύπων ύλης σε ένα ακόμα μεγαλύτερο επίπεδο ακρίβειας που έχει μέχρι στιγμής αψηφήσει τη μέτρηση.
Όσο για τον Hangst, είναι λιγότερο διατεθειμένος να απαντήσει στο ερώτημα γιατί υπάρχει το σύμπαν της ύλης όπως κάνει χωρίς αντιύλη - αυτό που αποκαλεί "ο ελέφαντας στην αίθουσα". Αντ 'αυτού, αυτός και η ομάδα του θέλουν να επικεντρωθούν στην πραγματοποίηση ακόμα πιο ακριβών μετρήσεων και να διερευνήσουν πώς η αντιύλη αντιδρά με τη βαρύτητα - πέφτει σαν κανονική ύλη ή μπορεί να πέσει;
Και ο Hangst πιστεύει ότι το μυστήριο θα μπορούσε να λυθεί πριν από το τέλος του 2018, όταν το CERN θα κλείσει για δύο χρόνια για αναβαθμίσεις. "Έχουμε άλλα κόλπα μέχρι το μανίκι μας", είπε. "Μείνετε συντονισμένοι."
