záležitost is subject to gravitational attraction. Einstein’s general relativity had predicted that antimatter also should fall to Earth in the same way. However, there was no direct experimental evidence so far to show that. ALPHA experiment at CERN is the first direct experiment to have observed the effect of gravitace on the motion of antimatter. The findings ruled out repulsive ‘antigravity’ and held that gravitace vlivy záležitost and antimatter in a similar way. It was observed that atoms of antihydrogen (a positron obíhající an antiproton) fell to Earth in the same way as atoms of hydrogen.
Antimatter is composed of antiparticles (positrons, antiprotons and antineutrons are antiparticles of electrons, protons and neutrons). záležitost and antimatter annihilate each other completely when they come in contact leaving behind energy.
záležitost and antimatter were created in equal amounts in the early vesmír by Big Bang. However, we do not find antimatter now in the nature (asymetrie hmoty a antihmoty). Hmota dominuje. V důsledku toho je pochopení vlastností a chování antihmoty neúplné. Pokud jde o vliv gravitace na pohyb antihmoty, obecná teorie relativity předpovídala, že antihmota by také měla být ovlivněna podobným způsobem, ale neexistovalo žádné přímé experimentální pozorování, které by to potvrdilo. Někteří dokonce tvrdili, že na rozdíl od hmoty (která podléhá gravitační síle), protihmota může podléhat odpudivé 'antigravitaci', kterou nedávno publikovaná zjištění experimentu ALPHA v CERNu vyloučila.
Prvním krokem bylo vyrobit anti-atomy v laboratoři a kontrolovat je, aby se zabránilo jejich setkání s hmotou a anihilaci. Může to znít jednoduše, ale trvalo to více než tři desetiletí. Výzkumníci se zaměřili na atomy antivodíku jako na ideální systém pro studium gravitačního chování antihmoty, protože atomy antivodíku jsou elektricky neutrální a stabilní částice antihmoty. Výzkumný tým vzal záporně nabité antiprotony vyrobené v laboratoři a navázal je s kladně nabitými pozitrony ze zdroje sodíku-22, aby vytvořil atomy antivodíku, které byly následně uzavřeny v magnetické pasti, aby se zabránilo anihilaci s atomy hmoty. Magnetická past byla vypnuta, aby umožnila atomům antivodíku kontrolovaně unikat ve vertikálním aparátu ALPHA-g a byly měřeny vertikální polohy, ve kterých atomy antivodíku anihilují s hmotou. Vědci uvěznili skupiny asi 100 atomů antivodíku. Pomalu uvolňovaly antiatomy jedné skupiny po dobu 20 sekund snížením proudu v horním a spodním magnetu. Zjistili, že podíl antiatomů existujících nahoře a dole odpovídal výsledkům pro atomy ze simulací. Bylo také zjištěno, že zrychlení atomu antivodíku bylo v souladu s dobře známým zrychlením způsobeným gravitace mezi hmotou a Zemí, což naznačuje, že antihmota je vystavena stejné gravitační přitažlivosti jako hmota a ne žádné odpudivé „antigravitaci“.
Toto zjištění je milníkem ve studiu gravitačního chování antihmoty.
***
Zdroje:
- CERN 2023. Novinky – Experiment ALPHA v CERNu sleduje vliv gravitace na antihmotu. Publikováno 27. září 2023. Dostupné na https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Zpřístupněno 27. září 2023.
- Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. a kol. Pozorování vlivu gravitace na pohyb antihmoty. Příroda 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
***
