Մատերիա 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 հանդիսավորություն on the motion of antimatter. The findings ruled out repulsive ‘antigravity’ and held that հանդիսավորություն ազդեցությունները բան and antimatter in a similar way. It was observed that atoms of antihydrogen (a positron ուղեծիր 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). Մատերիա and antimatter annihilate each other completely when they come in contact leaving behind energy.
Մատերիա and antimatter were created in equal amounts in the early տիեզերք by Big Bang. However, we do not find antimatter now in the nature (նյութ-հականյութ ասիմետրիա) Գերիշխում է նյութը։ Արդյունքում, հականյութի հատկությունների և վարքի ըմբռնումը թերի է: Ինչ վերաբերում է գրավիտացիայի ազդեցությանը հականյութի շարժման վրա, հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը կանխատեսել էր, որ հականյութի վրա նույնպես պետք է ազդել նույն ձևով, բայց դա հաստատող ուղղակի փորձնական դիտարկում չկար։ Ոմանք նույնիսկ պնդում էին, որ ի տարբերություն նյութի (որը ենթակա է գրավիտացիոն ձգողության), հականյութ կարող է ենթարկվել վանող «հակագրավիտացիայի», որը բացառվել է վերջերս հրապարակված CERN-ի ALPHA փորձի արդյունքներով:
Առաջին քայլը լաբորատորիայում հակաատոմներ պատրաստելն էր և դրանք վերահսկելը, որպեսզի չհանդիպեն նյութին և չոչնչանան: Հեշտ կարող է հնչել, բայց դա անելու համար պահանջվեց ավելի քան երեք տասնամյակ: Հետազոտողները զրոյացրել են հակաջրածնի ատոմները՝ որպես հակամատերիայի գրավիտացիոն վարքագիծը ուսումնասիրելու իդեալական համակարգ, քանի որ հակաջրածնի ատոմները էլեկտրականորեն չեզոք և հականյութի կայուն մասնիկներ են: Հետազոտող թիմը վերցրեց լաբորատորիայում արտադրված բացասական լիցքավորված հակապրոտոնները և դրանք կապեց դրական լիցքավորված պոզիտրոնների հետ նատրիում-22 աղբյուրից՝ ստեղծելով հակաջրածնի ատոմներ, որոնք հետագայում փակվեցին մագնիսական թակարդում՝ նյութի ատոմների հետ ոչնչացումը կանխելու համար: Մագնիսական թակարդն անջատվել է, որպեսզի հակաջրածնի ատոմները վերահսկելի կերպով փախչեն ALPHA-g ուղղահայաց ապարատում, և չափվել են ուղղահայաց դիրքերը, որոնցում հակաջրածնի ատոմները ոչնչացվում են նյութի հետ: Հետազոտողները թակարդում են մոտ 100 հակաջրածնի ատոմներից բաղկացած խմբեր: Նրանք դանդաղորեն արձակեցին մեկ խմբի հակաատոմները 20 վայրկյանի ընթացքում՝ նվազեցնելով վերին և ստորին մագնիսների հոսանքը: Նրանք պարզեցին, որ վերևից և ներքևում գոյություն ունեցող հակաատոմների համամասնությունը համապատասխանում է սիմուլյացիաների ատոմների արդյունքներին: Պարզվել է նաև, որ հակաջրածնի ատոմի արագացումը համահունչ է հայտնի արագացմանը՝ հանդիսավորություն նյութի և Երկրի միջև, ինչը ենթադրում է, որ հակամատերիան ենթարկվում է նույն գրավիտացիոն գրավչությանը, ինչ նյութը, և ոչ թե որևէ վանող «հակագրավիտացիայի»:
Այս բացահայտումը կարևոր իրադարձություն է հականյութի գրավիտացիոն վարքագծի ուսումնասիրության մեջ:
***
Աղբյուրները `
- CERN 2023. Նորություններ – ԱԼՖԱ փորձարկումը CERN-ում դիտարկում է գրավիտացիայի ազդեցությունը հակամատերի վրա: Տեղադրվել է 27 թվականի սեպտեմբերի 2023-ին: Հասանելի է https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Մուտք գործվել է 27 թվականի սեպտեմբերի 2023-ին։
- Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. et al. Հականյութի շարժման վրա ձգողության ազդեցության դիտարկումը. Nature 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
***
