Honba za antihmotou

24. září 2010
Z hlubin vesmíru

15. června byla v rámci italsko-ruského projektu vypuštěna z kosmodromu Bajkonur v Kazachstánu kosmická sonda Pamela, která bude v kosmickém záření hledat částice antihmoty. Pamela bude obíhat nad zemskou atmosférou a bude tak schopna studovat kosmické záření daleko podrobněji a dlouhodoběji, než to umožňují běžné experimenty s výškovými balóny. Úkolem sondy, která stála více než 20 miliónů liber, bude získávat poznatky o tmavé hmotě a přispět k ověření existence antihmoty.

Co je to antihmota? Antihmota je složena z antičástic k našim známým částicím, tzn. z částic, které mají opačný elektrický náboj, ale na příklad v gravitačním poli se chovají stejně jako částice hmoty, z níž je složen náš svět. Místo protonů a elektronů jsou v antihmotě obsaženy antiprotony a pozitrony. Jedině foton je současně i svojí antičásticí. Při setkání hmoty a antihmoty dochází k anihilaci, během níž obě formy hmoty zaniknou a uvolní se obrovské množství energie ve formě fotonů. Antihmota by tak teoreticky mohla vyřešit zásadní problémy lidstva, protože anihilace je podle Einsteinových rovnic nejvydatnějším možným zdrojem energie. Pro představu: celou obrovskou nádrž raketoplánu s vodíkem a kyslíkem by mohlo nahradit přibližně 70 tisícin gramu antihmoty. Praktické využívání tohoto jevu je zatím v nedohlednu, i když NASA se již různými možnostmi vážně zabývá.

Kosmické paprsky jsou tvořeny převážně vysokoenergetickými protony, elektrony, těžkými jádry a dalšími částicemi. Obsahují ale také částice antihmoty v poměru přibližně jeden antiproton na každých deset tisíc protonů a jeden antielektron, tedy pozitron, na každých deset elektronů. Obecně se má za to, že tyto částice vznikly při srážkách kosmických paprsků s částicemi mezihvězdného plynu. Očekává se, že Pamela během své tříleté činnosti na oběžné dráze zaznamená více než 30.000 antiprotonů a 300.000 antielektronů.

Srdcem experimentálního zařízení kosmické sondy Pamela je spektrometr, který bude studovat náboj a hybnost částic kosmických paprsků. Poslouží mu k tomu zakřivené stopy, které částice odchýlené magnetem zanechají v detektoru. Údaje ze spektrometru se budou kombinovat s kalorimetrickými měřeními, pomocí nichž se budou studovat kaskády sekundárních částic, které se vytvoří po nárazu kosmické částice do wolframové destičky. Sekundární částice jsou totiž pro hmotu a antihmotu jiné. Tvůrci sondy z univerzity v Římě věří, že experiment pomůže dokázat i existenci temné hmoty. Teorie supersymetrie, která je rozšířením standardního modelu totiž předpovídá, že částice temné hmoty mezi sebou anihilují a zanechávají v kosmickém záření antiprotony a pozitrony. Pamela by dokonce mohla potvrdit i existenci dosud hypotetických galaxií z antihmoty, které se mohou prozradit jedině zachycením antijader prvků jako je antihelium nebo antiuhlík. A třeba na nějaké antiplanetě existují i antilidé. Někdy se dokonce zdá, že někteří z nich již mezi nás přišli.

Spustit audio
autor: Jana Štrajblová