Antymateria uchwycona!PAP | dodano: 2010-11-18 (11:21)
(fot. Eastnews / SPL)
Naukowcy z CERN (Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych) dopięli swego – udało im się uzyskać przeciwieństwo tworzącej świat materii – antymaterii i zatrzymać ją na ułamek sekundy.Antymateria to fenomen znany fizykom od dziesięcioleci. Każda cząstka elementarna ma swój anty-odpowiednik, który zasadniczo różni się od niej tym, że ma ładunek elektryczny o przeciwnym znaku. Czyli antyproton jest cząstką o masie i innych własnościach protonu, ale o ujemnym ładunku, zaś antyelektron (inaczej pozytron) ma masę elektronu, ale ładunek dodatni. Mówi się też, że cząstka i anty-cząstka są swoimi lustrzanymi odbiciami.
Jednak cząstki i anty-cząstki nie żyją ze sobą w przyjaźni. Gdy cząstka antymaterii zetknie się ze swoją bliźniaczą cząstką materii, to obie ulegają anihilacji, czyli znikają zamieniając się w fotony - czystą energię. Ta własność antymaterii została wykorzystana przez autora powieści "Anioły i demony", Dana Browna, który opisał ładunek wybuchowy, składający się z pojemnika z drobną antymaterią, której siła anihilacji mogła zniszczyć Watykan.
Istnienie antymaterii i jej właściwości stanowią jedną z największych tajemnic wszechświata, której zgłębieniu oddali się pracownicy europejskiego centrum CERN. Pomimo licznych protestów i zwątpienia różnych środowisk w cel ich doświadczeń, nie poddali się i dokonali niemożliwego.
Właśnie z powodu wybuchowych konsekwencji zetknięcia materii z antymaterią nie jest możliwe zaobserwowanie antycząstek trwale istniejących w przyrodzie. Pojawiają się one np. w procesie rozpadu promieniotwórczego jąder atomów i można też wytwarzać je w laboratoriach. Ale niezależnie od tego, jak powstały, cząstki antymaterii nie żyją długo - anihilują natychmiast po zetknięciu ze zwykłą materią, a wraz z nimi w energię zamienia się taka sama liczba zwykłych cząstek.
Natomiast w procesie odwrotnym do anihilacji, nazywanym kreacją, czyli w trakcie zamiany energii w materię, regułą jest tworzenie się takiej samej liczby cząstek i antycząstek. Fizycy są więc zgodni, że w Wielkim Wybuchu musiało powstać tyle samo materii co antymaterii.
I tu pojawia się zagadka. Skoro antymaterii i materii było tyle samo, a po zetknięciu ze sobą te substancje anihilują, to nie powinien istnieć żaden Wszechświat, bo cała materia znikłaby, zamieniając się w światło. Stało się jednak inaczej.
Jedynym wytłumaczeniem jest koncepcja, że w gwałtownym i niestabilnym okresie pierwszych sekund po Wielkim Wybuchu, powstałe w wyniku serii gigantycznych aktów kreacji cząstki i antycząstki, zetknąwszy się ze sobą anihilowały, ale nie pozostała po nich tylko energia, ponieważ przed ostateczną anihilacją materia z jakiegoś powodu zyskała przewagę liczebną nad antymaterią. Skutek był taki, że anihilowała taka sama ilość materii i antymaterii, a "nadwyżka" materii pozostała. Umożliwiło to powstanie materialnego świata: gwiazd, planet i życia na planetach. Krótko mówiąc: nasza rzeczywistość powstała z resztek.
Choć stworzony w laboratorium atom antywodoru pojawił się tylko na ułamek sekundy i zniknął, dokonanie to jest niewątpliwie ogromnym krokiem w fizyce. Pierwsze próby stworzenia antymaterii przez człowieka sięgają 1995 roku. Jeśli kolejne eksperymenty również się powiodą, naukowcy będą mogli wyprodukować większe ilości antymaterii, zbadać ją szczegółowo i dowiedzieć się jakie siły oddziaływały na siebie u zarania kosmosu. Wyjaśni to ostatecznie jak powstało wszystko, co nas otacza i co nas buduje.
Zgodnie z teorią, antymateria jest całkowitym przeciwieństwem materii. Oznacza to, że skoro atom wodoru składa się z protonu i elektronu, atom antywodoru powinien budować antyproton i pozytron, a ich aktywność powinna być przeciwstawna. Być może już niedługo fizykom uda się to potwierdzić w praktyce.
Cząstka antymaterii jest niezwykle ulotna, ze względu na anihilację w zetknięciu z materią, badaczom udało się ja utrzymać zaledwie na 0,1 sekundy. Konieczne będą prace nad stworzeniem silniejszego pola magnetycznego wewnątrz ogromnej próżni, tak aby możliwie wydłużyć czas obserwacji antymaterii i zabezpieczyć ją przed kontaktem z materią.
„Z przyczyn, które nie są dla nas jasne, natura wyeliminowała antymaterię. Tym bardziej fascynujący i budujący jest media.wp.pl/kat,38126,name,Fakt,prasa.html">fakt, że przy pomocy stworzonego ludzką ręką urządzenia, udało się stworzyć stabilne cząsteczki.” Mówi Jeffrey Hangst z duńskiego uniwersytetu w Aarhus, współpracujący z naukowcami w CERN. „Inspiruje nas to do wytężonej pracy nad poznaniem tajemnic antymaterii.”
Dotychczas pracownicy CERN opracowali dwie alternatywne metody tworzenia antymaterii, przy pomocy urządzeń zwanych odpowiednio ALPHA oraz ASACUSA. Ich dopracowanie z pewnością pozwoli na uzyskanie bardziej wydajnych reakcji i dłuższego utrzymania cząsteczek.
“Mając do wykorzystania dwie drogi działania, antymateria nie będzie długo ukrywać przed nami swoich właściwości.” Cieszy się Yasunori Yamazaki z japońskiego centrum badawczego RIKEN.
PAP/wp.pl
http://odkrywcy.pl/kat,111408,title,Antymateria-uchwycona,wid,12863295,wiadomosc.html
