Evropští vědci vytvořili a pozorovali antihmotu

Zajímavosti

Ikona

18. listopadu 2010, 17.10 | ŽENEVA | Vědcům z Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) se v urychlovači u Ženevy podařilo na desetinu sekundy vytvořit 38 antivodíkových atomů, informuje ve čtvrtek webový portál ZME Science. Věda se tak o krůček přiblížila k tomu, aby odhalila tajemství antihmoty. V článku publikovaném v nejnovějším čísle magazínu Nature CERN píše, že vědci ve vakuu vytvořili částice antivodíku, opaku vodíku, a udrželi je desetinu sekundy. To je dost dlouhá doba na to, aby mohli sledovat chování antihmoty.

Vodík nejjednodušším atomem, antivodík zase nejjednodušší antihmotou. Antihmota je tvořena antičásticemi, které mají stejnou hmotnost jako částice, ale opačné charakteristiky. Například antiproton se od protonu liší opačným nábojem - proton má kladný a antiproton záporný. Zatímco atomy jsou tvořeny elektrony, protony a neutrony, antiatomy sestávají z antiprotonů a pozitronů (antielektronů). Existují ovšem i další antičástice.

Vědci se pokoušejí zjistit, co se stalo s antihmotou po Velkém třesku, při němž vznikl vesmír. "Z důvodů, kterým ještě nikdo neporozuměl, příroda antihmotu vytěsnila," sdělil mluvčí experimentu Alpha Jeffrey Hangst. "To nás inspiruje k tomu, abychom pracovali ještě tvrději na tajemství antihmoty."

Podle současných teorií vzniklo po Velkém třesku přibližně stejné množství hmoty a antihmoty, antihmota však zmizela. Snahou vědců je zjistit, proč.

V CERN se podařilo antivodík vyrobit už v druhé polovině 90. let, vědci jej však nedokázali udržet dost dlouho, aby jej mohli pozorovat. Při pokusu v roce 2002 se podařilo antivodík udržet po dobu několika milisekund. Tentokrát fyzici částice zachytili pomocí magnetického pole. Experiment ovšem museli provést 335krát. K tomu, aby bylo možné použít spektroskopické měření, je třeba zachytit a po patřičnou dobu udržet sto atomů antivodíku.

Pozitrony, antiprotony a další částice vytváří urychlovače po celém světě ve velkém množství. Česká Akademie věd na svých internetových stránkách upozorňuje, že problém je ve vytvoření antivodíku, protože částice se musí nacházet velmi blízko u sebe a jejich vzájemná rychlost musí být nepatrná. Tyto podmínky je však těžké vytvořit. Fyzikové si ale uvědomili důležitost výrazu "vzájemná" rychlost. Antičástice tedy nemusí být v klidu, ale musí se pohybovat rychlostmi, jež se liší jen nepatrně, může ovšem jít i o rychlost blížící se rychlosti světla. Toho lze docílit tehdy, pokud si samotný antiproton vyrobí pozitron.

Existenci antihmoty předpověděl pomocí matematické rovnice kombinující kvantovou teorii a speciální teorii relativity v roce 1928 britský fyzik Paul Dirac. Myšlenka existence negativní hmoty se však objevovala i předtím.

Dirac za svůj teoretický výzkum dostal v roce 1933 Nobelovu cenu za fyziku. Ještě před tím, v roce 1932, Američan Carl David Anderson antihmotu (konkrétně antielektrony, jež nazval pozitrony) objevil ve srážkách vysokoenergetických částic kosmického záření.