En iyi bilim - herhangi bir insanı yakalayan ve zorlayan sorular - gizem içinde gizlidir. Eğer durum böyle olsaydı, iki tür parçacık birbirini imha edecek ve enerjinin nüfuz ettiği bir Evreni bırakacaktı.
Varlığımızın kanıtladığı gibi, bu olmadı. Aslında, doğanın madde karşıtı maddeye göre 10 milyar tercihinde bir parçası olduğu görülmektedir. Modern fizikteki en büyük gizemlerden biridir.
Ancak Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, bu büyüleyici gizemi çözmek için tam anlamıyla maddeyi sınıra kadar zorlayarak çalışıyor. Bu hafta, CERN bir antihidrojen atom demeti yarattı ve bilim insanlarının bu zor antimaddenin kesin ölçümlerini ilk kez almasına izin verdi.
Antipartiküller, elektrik yüklerinin işareti dışında madde partikülleriyle özdeştir. Hidrojen, negatif yüklü bir elektron tarafından yörüngede bulunan pozitif yüklü bir protondan oluşurken, antihidrojen, pozitif yüklü bir anti-elektron tarafından yörüngede bulunan negatif yüklü bir antiprotondan veya bir pozitrondan oluşur.
Evrende primordial antimadde hiç görülmemiş olsa da, pozitronları ve düşük enerjili antiprotonları karıştırarak parçacık hızlandırıcıda antihidrojen oluşturmak mümkündür.
2010 yılında, ALPHA ekibi ilk kez antihidrojen atomlarını yakaladı ve elinde tuttu. Şimdi ekip başarıyla bir antihidrojen parçacığı demeti yarattı. Bu hafta Nature Communications'da yayınlanan bir makalede, ALPHA ekibi, üretimlerinden 2,7 metre aşağıda 80 antihidrojen atomunun tespit edildiğini bildiriyor.
Bir basın bülteninde ALPHA sözcüsü Jeffrey Hangst “İlk defa antihidrojeni bir miktar hassasiyetle inceleyebildik” dedi. “ALPHA’nın yakalama tekniğinin gelecekte bu tür pek çok içgörü sunacağı konusunda iyimseriz.”
Temel zorluklardan biri antihidrojeni sıradan maddelerden uzak tutmaktır, böylece ikisi birbirlerini yok etmemelidir. Bunu yapmak için, çoğu deney, antihidrojen atomlarını incelemek için yeterince uzun olan tuzak için manyetik alanları kullanır.
Bununla birlikte, güçlü manyetik alanlar, antihidrojen atomlarının spektroskopik özelliklerini bozar, bu nedenle ALPHA ekibi, güçlü manyetik alandan çok, antihidrojen atomlarını çalışılabilecek bir bölgeye aktarmak için yenilikçi bir kurulum geliştirmek zorunda kaldı.
Antihidrojen yükünü ölçmek için ALPHA ekibi, bir elektrik alanının varlığında tuzaktan salınan antihidrojen atomlarının yörüngelerini inceledi. Antihidrojen atomlarının elektrik yükü varsa, alan onları saptırır, oysa nötr atomlar deforme olmaz.
Kaydedilen 386 olaya dayanan sonuç, -1.3 x 10'da antihidrojen elektrik yükünün bir değerini verir-8. Başka bir deyişle, yükü sıfır ila sekiz ondalık basamak ile uyumludur. Bu sonuç sürpriz olmamasına rağmen, hidrojen atomları elektriksel olarak nötr olduğu için, bir antiatomun yükü ilk kez bu kadar yüksek bir hassasiyetle ölçülmüştür.
Gelecekte, madde ve antimadde arasındaki algılanabilir herhangi bir fark, modern fizikteki en büyük gizemlerden birinin çözülmesine yardımcı olabilir ve yeni bir bilim alanına bir pencere açar.
Makale Nature Communications'da yayınlandı.
