اولین آزمایش برروی پیچیده‌ترین معمای فیزیکی جهان

[parisa.na 1,558]

محققان سرن راهکاری را برای آزمایش برروی ضدماده به عنوان منبعی از پادگرانش یا ضد‌گرانش یافته اند.

براساس گزارش BBC، ذرات ضدماده تصاویر وارونه از ذرات ماده معمولی هستند، با این تفاوت که از بار الکتریکی مخالف ماده معمولی برخوردارند. اینکه ضد‌ماده چگونه به گرانش واکنش نشان می‌دهد هنوز ناشناخته باقی مانده‌است،‌ با این‌همه دانشمندان احتمال می دهند که این ذرات به جای اینکه به پایین سقوط کنند، به بالا سقوط می‌کنند!

اکنون محققان برای حل این معمای فیزیکی قدم‌های جدید برداشته‌اند. ضدماده یکی از بزرگترین معماهای علم فیزیک به شمار می‌رود،‌به ویژه دانستن این نکته که مقادیر برابری از ماده و ضد‌ماده آغازگر جهان هستی بوده‌اند،‌ پیچیدگی این معما را افزایش خواهد داد. این دو ذره درصورت برخورد، طی فرایندی که نابودی نامیده می‌شود،‌یکدیگر را از بین برده و به نور تبدیل می‌کنند.

این سوال که چرا جهانی که انسان به چشم می‌بیند از ماده ساخته شده و بخشی بسیار کوچک از آن از ضد‌ماده ساخته شده‌است، انگیزی انجام مطالعات متعددی برای درک تفاوت میان این دو ذره بوده‌است. از جمله این مطالعات،‌تحقیقاتی است که در برخورد‌دهنده بزرگ هادرون در سرن انجام می‌گیرند.

هفته گذشته محققان LHC در گزارشی به کشف تفاوت‌هایی جزئی در فرایند فرسایش ذرات مزون Bs اشاره کردند، که البته این گزارش نمی‌توانست معمای ضد‌ماده را حل کند. یکی از تفاوت‌های مهم این دو ذره نحوه تعامل آنها با گرانش است اما این تفاوتی است که تا پیش از پیدایش آشکارساز آلفا در سرن امکان آزمایش آن وجود نداشت.

آلفا آزمایشگاهی است که با هدف به دام انداختن اتم‌های ضدماده هیدروژن ساخته شده‌است. درست همانطور که اتم هیدروژن از یک پروتون و یک الکترون تشکیل شده،‌آنتی‌هیدروژن نیز از آنتی‌پروتون و پوزیترون ساخته‌ شده‌است. در این آزمایشگاه این ضد ماده به اندازه‌ای حفظ می‌شود که پیش از اینکه با ماده‌ای برخورد کرده و نابود شود،‌بتوان برروی آن مطالعه کرد.

در سال 2010 تیم آلفا موفق شدند آنتی‌هیدروژن را برای مدتی طولانی حفظ کنند و در سال بعد توانستند آن را برای هزار ثانیه نگهداری کنند. این محققان اکنون با مراجعه به داده هایی که از 434 اتم ضد‌هیدروژن به دام افتاده جمع‌آوری‌ کرده‌اند تلاش دارند پاسخ سوالی که درباره ضد‌گرانش و ضدماده وجود دارد را بیابند.

این محققان برروی مکان اتم‌های ضد‌هیدروژن و موقعیت‌آنها، سقوط به بالا یا پایین،‌ مطالعه‌ای آماری انجام دادند و اکنون اولین سری از محدودیت‌ها در چگونگی واکنش نشان دادن ضد‌اتمها به گرانش را به دست آورده‌اند. بهترین ویژگی پیشنهادی محققان این است که اتم‌های ضد ماده 110 برابر بیشتر از اتم‌های ماده در معرض گرانش قرار دارند درحالی که نیروی آنها 65 برابر کمتر و در جهت مخالف است و این یعنی ضد‌گرانش.

باوجود اینکه هنوز پاسخ سوالاتی که درباره ضد‌گرانش وجود دارد کشف نشده،‌محققان از این نکته که دستگاهی در جهان وجود دارد که با استفاده از آن می‌توان به بررسی چنین موضوع پیچیده‌ای پرداخت، ابراز خشنودی می‌کنند.