Η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα; Antigravity gets first test at Cern's Alpha experiment

An artist's conception of an anti-hydrogen atom being released from the trap after 1,000 seconds.

Επιστήμονες του CERN πραγματοποιούν ένα από τα πιο παράξενα πειράματα, εξετάζοντας εάν η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα ή πέφτει προς τα πάνω. Οι επιστήμονες πειραματίζονται με την αντιύλη ως πιθανό μέσο για τη δημιουργία ενός συστήματος προώθησης διαστημικών οχημάτων με βάση την αντιβαρύτητα. Τα σωματίδια αντιύλης ενεργούν αντίστροφα από την κανονική ύλη, φέροντας ίσο αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Οι ερευνητές δεν είναι ακόμα βέβαιοι για το πώς η αντιύλη ανταποκρίνεται στη βαρύτητα, αλλά η επικρατούσα θεωρία είναι ότι «πέφτει» προς τα πάνω αντί προς τα κάτω.

O θάλαμος του πειράματος αντιύλης Alpha χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να απομονώσει άτομα αντι-υδρογόνου. The Alpha experiment's antimatter chamber uses magnetic fields to sequester antihydrogen atoms.

Το πείραμα Alpha του CERN μπορεί να είναι το επόμενο βήμα για την επιβεβαίωση αυτής της ιδέας. To Alpha (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) είναι μία συσκευή λέιζερ αντιυδρογόνου που έχει σχεδιαστεί για να παγιδεύει άτομα αντιύλης προς μελέτη. Το αντιυδρογόνο είναι ένα άτομο που αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο και ένα ποζιτρόνιο, τα αντισωματίδια του πρωτονίου και ηλεκτρονίου αντίστοιχα.

Το 2011, οι ερευνητές του Alpha κατάφεραν να παγιδεύσουν άτομα αντιυδρογόνου για 1.000 δευτερόλεπτα. Νωρίτερα αυτό το έτος, επέστρεψαν πίσω σε αυτά τα δεδομένα προκειμένου να ελέγξουν με ποιον τρόπο η αντιύλη αντιδρά στη βαρύτητα.

«Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, απελευθερώσαμε τα άτομα αντιυδρογόνου και εξετάσαμε την εξολόθρευσή τους», δήλωσε ο Τζέφρυ Χανγκστ, μέλος της πειραματικής ομάδας. «Εξετάσαμε όλα αυτά τα δεδομένα για να δούμε εάν υπάρχει οποιαδήποτε επίδραση της βαρύτητας στις θέσεις στις οποίες εξολοθρεύεται. Αναζητούσαμε άτομα που να πέφτουν στο σύντομο χρονικό διάστημα (30 χιλιοστά του δευτερολέπτου) που υπάρχουν όταν κλείνει το μαγνητικό πεδίο και πριν χτυπήσουν τον τοίχο», πρόσθεσε.

Διάγραμμα της διάταξης παραγωγής αντι-υδρογόνου και της περιοχής παγίδευσής του, στο πείραμα ΑLPHA.

Έως τώρα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να καθορίσουν δύο πράγματα. Εάν ένα άτομο αντιυδρογόνου πέφτει προς τα κάτω, η βαρυτική μάζα του δεν μπορεί να είναι πάνω από 110 φορές μεγαλύτερη από ότι αδρανειακή μάζα του. Αν πέφτει προς τα πάνω, η βαρυτική του μάζα μπορεί να είναι το πολύ 65 φορές μεγαλύτερη.

Η βαρυτική μάζα είναι η μάζα ενός σώματος, όπως αυτή μετράται από τη βαρυτική έλξη της σε άλλα σώματα, και είναι αυτή που παράγει το «βάρος» ενός αντικειμένου που έλκεται από τη Γη.

Αδρανειακή μάζα είναι η μάζα του σώματος όπως μετράται από το πόσο έντονα έχει επιταχυνθεί από μια δεδομένη δύναμη.

Ενώ τα στοιχεία ήταν πολύ ενδιαφέροντα, δεν ήταν αρκετά σαφή. Ωστόσο, η ομάδα Alpha αισιοδοξεί ότι τα πρόσφατα ευρήματα μπορούν να οδηγήσουν σε πιο ξεκάθαρα συμπεράσματα στο άμεσο μέλλον.

«Δεν είναι μία πολύ επιτυχημένη προσπάθεια ακόμα, αλλά είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει τη δυνατότητα να μιλήσει για αυτό», δήλωσε ο Χανγκστ.

«Στην πραγματικότητα έχουμε ένα μηχάνημα που μπορεί να αντιμετωπίσει αυτό το ερώτημα, και αυτό είναι συναρπαστικό για εμάς εδώ. Έχουμε πολλές επιλογές για τη μελέτη της αντιύλης και αυτή εδώ είναι μία που έχει πλούσιο μέλλον», κατέληξε.