Ученые впервые экспериментально доказали, что атомы антиводорода падают на Землю так же, как их материальные эквиваленты, сообщает Манчестерский университет (США). Результаты эксперимента, описанные в журнале Nature, подтверждают Общую теорию относительности Альберта Эйнштейна.
Материя – это все, что занимает пространство, имеет массу и может находиться в форме жидкости, твердого тела или газа. Например, яблоко, падение которого натолкнуло Ньютона на мысль о гравитации. Антиматерия — это «зеркальное отображение» вещества, она состоит из частиц с противоположным электрическим зарядом. То есть в антиматерии вместо электронов — позитроны (антиэлектроны).
Нам известно, что яблоко падает на землю под силой гравитации. Теперь ученые, работающие на экспериментальной установке АЛЬФА (ALPHA) на Фабрике антивещества ЦЕРН, показали, что «антияблоко» также будет падать на землю, а не устремится вверх.
В своем эксперименте физики использовали атомы антиводорода. Их получают, когда антипротоны с отрицательным зарядом связывают с позитронами (положительный заряд) из источника натрия-22.
Атомы антиводорода поместили в вертикальную магнитную ловушку на установке ALPHA-g, где они не могли бы взаимодействовать с веществом. Команда захватывала в ловушку группы из примерно 100 атомов антиводорода, по одной группе за раз, а затем постепенно отключала магнитное поле и освобождала атомы в течение 20 секунд. Аппарат, построенный специально для этого эксперимента, позволял измерить, как антивещество взаимодействует с материей.
Результаты показали, что только 20% атомов антиводорода выходили через верхнюю часть ловушки, а 80% — через нижнюю часть. Так же ведут себя атомы материи.
«Это первый прямой эксперимент, в котором действительно наблюдалось гравитационное воздействие на движение антиматерии. Это важная веха в изучении антиматерии, которая до сих пор озадачивает нас из-за ее очевидного отсутствия во Вселенной», — цитируют в пресс-релизе доктора Уильяма Берче из Манчестерского университета.
Исследователям потребовалось 30 лет, чтобы научиться создавать этот антиатом, удерживать его и контролировать достаточно хорошо, чтобы провести подобный эксперимент. Теперь они планируют выяснить, с одинаковой ли скоростью антивещество и материя падают на землю.
[Иллюстрация в заставке сгенерирована с помощью нейросети Kandinsky 2.2 по запросу «частицы падают вниз под силой гравитации»]
