Вчені намагаються з'ясувати, чи володіє антиматерія властивістю антигравітації
Антиматерія, яка складається з частинок, які є дзеркальним відображенням звичайних частинок, володіє рядом дивних властивостей. Частки і атоми антиматерії мають протилежний заряд, але їх поведінка багато в чому збігається з поведінкою відповідних частинок звичайної матерії, хоча і існує ряд протилежних принципів поведінки. І коли частка антиматерії зустрічається з часткою звичайної матерії, як кажуть, краще перебувати подалі від цього, ці частинки взаємно знищують один одного, анігілюють, перетворюючись в чисту енергію, під спалах світла, рентгенівського або гамма-випромінювання.
Вчені-фізики задаються питанням, як антиматерія реагує на вплив гравітації? Куди падають частинки антиматерії, вниз чи вгору? Мають частинки антиматерії властивість антигравітації? Для того, щоб з'ясувати відповіді на запитання, вчені-фізики CERN і Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory), намагаються представити себе в ролі Ньютона, на голову якого падає яблуко. Тільки в ролі яблука в даному випадку виступають частинки антиматерії.
Такі експерименти мали б сенс у випадку того, що гравітація діє однаково як на частинки звичайного речовини, так і антиречовини. На жаль, на даний момент не існує жодного методу, з допомогою якого можна виміряти і довести безпосередньо. Учені CERN, що працюють в рамках експерименту ALPHA, що вивчає властивості антиречовини, намагаються з'ясувати це непрямим методом. Для своїх експериментів вчені штучно створюють молекули антиречовини, антиводню, з'єднуючи антипротоны з позитронами, антиподами протонів і електронів. Атоми антиводню залишаються якийсь час спійманими всередині сильної магнітної пастки, щоб уникнути контакту зі стінками експериментальної установки та знищення.
Після того, як магнітне поле пастки відключається, антиречовина починає падіння під дією сил гравітації. Знаючи початкове місце атоми антиречовини, місце розташування точки анігіляції і час, який знадобився атому антиречовини для того, щоб переміститися в точку анігіляції, вчені проводять вимірювання і обчислення ефекту впливу гравітації на антиречовину. Провівши безліч однакових експериментів, вчені з'ясували, що вплив гравітації на атом антиводню практично не відрізняється від впливу на атом звичайного водню.
На жаль, всі отримані результати недостатньо точні і визначені. Магнітне поле не може вимкнутися моментально, для його розсіювання потрібен час близько 30 тисячних часток секунди. Коли мова йде про життя окремих частинок і атомів, то такий час є вельми тривалим проміжком. Вчені також зареєстрували масу спалахів анігіляції антиречовини в різних частинах пастки, що також стало джерелом плутанини серед нормальних результатів. По всій видимості, вченим знадобиться ще багато років для того, щоб набрати достатню кількість вимірювань для того, щоб статистична достовірність результатів наблизилася до п'яти сигма, що дозволить з упевненістю сказати який вплив на антиматерію впливає гравітація.
Слід зауважити, що дані дослідження є першими в історії фізики, в яких вчені намагаються виміряти ефекти впливу гравітації на вільно падаючих частинки антиречовини. "Існує таке явище як антигравітація? Наш експеримент, заснований на вільному падінні антиречовини, досі не може надати однозначної відповіді" - розповідає Джоел Фэджэнс (Joel Fajans), фізик з лабораторії Лоуренса, - "Але це лише наші перші кроки в цьому напрямку, сподіваюсь, далеко не останні".
Опис проведених експериментів і отриманих у їх ході даних були опубліковані в одному з останніх випусків журналу Nature Communications.