Paprsek antivodíku ve švýcarském CERNu
Vědcům pracujícím ve špičkové částicové a jaderné laboratoři CERN se poprvé podařilo vytvořit koordinovaný paprsek atomů antivodíku. Produkce antihmoty ve větším měřítku je nutnou podmínkou pro to, aby vědci mohli systematicky studovat její vlastnosti a také odlišnosti od “normální” hmoty.
Tento úspěch zaznamenali výzkumníci, pracující v experimentu se složitým názvem Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons (ASACUSA) - Atomová spektroskopie a srážky umožněné pomalými antiprotony. Antivodík je nejjednodušším antiprvkem, skládajícím se z antiprotonu v jádře a antielektronu (pozitronu) v jeho obalu. Podstatou výroby antivodíku zde bylo vzájemné zpomalení antiprotonu a antielektronu do té míry, aby měly obě částice dostatek času na své vzájemné navázání. K tomuto účelu vědci použili přístroj zvaný antiprotonový zpomalovač (decelerátor).
Vědci pak detekovali 80 atomů antivodíku ve vzdálenosti necelých tří metrů od místa jejich výroby. V samotném místě výroby a magnetické konzervace však nebylo možné antivodík studovat, protože právě silné magnetické pole, které zde vědci použili, by narušilo jeho normální stav, včetně normální podoby jeho energetického spektra. Proto vědci vyvinuli speciální metodu, jak antivodík z magnetické pasti dostat ven.
Antihmota je sice v principu fyzikálně možnou formou hmoty, nicméně v našem světě jakákoliv antičástice velmi rychle najde sobě odpovídající částici a pak dojde k jejich vzájemnému zničení (anihilaci). Podobné reakce zpravidla končí vznikem vysokoenergetických fotonů. Fotony jsou totiž, obrazně řečeno, svými vlastními antičásticemi, čili foton je identický s antifotonem. V prvních okamžicích po Velkém třesku však byla antihmota ve vesmíru zastoupena velmi podstatnou měrou a převaha hmoty ve vesmíru byla jen velice nepatrná.
Vědci se domnívají, že tato prvotní malá vesmírná asymetrie v množstevním poměru hmota versus antihmota nějak může souviset s jemnými rozdíly mezi některými vlastnostmi částic a odpovídajících antičástic. Tyto rozdíly se mohou promítnout i do některých odlišných vlastností z antičástic složených struktur, například antiprvků. Vědci očekávají, že se objeví jemné rozdíly mezi elektromagnetickým spektrem vodíku a antivodíku. Zatímco vlastnosti vodíku zná dnešní experimentální fyzika velmi dobře i do velmi jemných podrobností, o antivodíku jsme to doposud tvrdit nemohli. Bez jeho umělé výroby v laboratoři totiž zatím nebylo co zkoumat. Nyní však budou mít v CERNu antivodíku pro výzkumné účely a experimenty dostatek.
Zdroje: Phys.Org, CERN, Symmetry Magazine, ASACUSA, Nature Communications
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Víte, kde spočívá náš společný ukrytý poklad? Blíž, než si myslíte!
Jan Rosák, moderátor
Slovo nad zlato
Víte, jaký vztah mají politici a policisté? Kde se vzalo slovo Vánoce? Za jaké slovo vděčí Turci husitům? Že se mladým paním původně zapalovalo něco úplně jiného než lýtka? Že segedínský guláš nemá se Segedínem nic společného a že známe na den přesně vznik slova dálnice? Takových objevů je plná knížka Slovo nad zlato. Tvoří ji výběr z rozhovorů moderátora Jana Rosáka s dřívějším ředitelem Ústavu pro jazyk český docentem Karlem Olivou, které vysílal Český rozhlas Dvojka.
