მეცნიერებმა ანტიმატერიის ნაწილაკი თვეების განმავლობაში შეაკავეს

ანტიმატერიის მოპოვება ადვილი არ არის. სწორედ ამიტომ რჩება ეს ნაწილაკები ამოუცნობი. თუმცა, ჩრდილო-დასავლეთის უნივერსიტეტის ფიზიკოსთა გუნდმა ახლახან ერთი ანტიმატერიის ნაწილაკის თვეების განმავლობაში შეკავება შეძლო. ნაწილაკი თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე გააცივეს და მის კვანტურ მდგომარეობებს დიდი სიზუსტით მართავდნენ, თან ისე, რომ არ შეხებიან. ექსპერიმენტის შედეგები ჟურნალ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა და ფიზიკის ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლოს გაგებაში მნიშვნელოვანი წინსვლაა.

თეორიულად, ანტიმატერია ყველგან უნდა იყოს. მათემატიკური გათვლებით, მატერიის ყოველ ნაწილაკს შესაბამისი ანტინაწილაკი აქვს. მეცნიერებმა ეს ექსპერიმენტულად დაადასტურეს. შესაბამისად, სამყაროში ორივე დაახლოებით თანაბარი რაოდენობით უნდა იყოს, თუმცა, რასაც ვაკვირდებით, თითქმის ყველაფერი ჩვეულებრივი მატერიისგან შედგება. დღემდე არ ვიცით, რატომ.

ანტიმატერიის ნაწილაკების ლაბორატორიაში წარმოქმნა შესაძლებელია, მაგრამ მათი შესწავლა კვლავ უკიდურესად რთულია. ანტინაწილაკი ჩვეულებრივ მატერიასთან შეხებისას ორივე ნადგურდება და ენერგიას გამოყოფს. კვლევითი ლაბორატორიების აფეთქების თავიდან ასაცილებლად, მეცნიერები ვაკუუმურ კამერებსა და ელექტრომაგნიტურ ველებს იყენებენ, რომლებიც ანტინაწილაკებს იზოლირებულად აკავებს. თუმცა, ეს პრობლემას მხოლოდ ნაწილობრივ აგვარებს. ამ ნაწილაკების შესწავლა, განსაკუთრებით მათი კვანტურ დონეზე ქცევის ექსპერიმენტული გამოკვლევა, კვლავ რთულია.

ამ ექსპერიმენტისთვის ჩრდილო-დასავლეთის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა პოზიტრონი, ელექტრონის ანტიმატერიული ანალოგი, შეაკავეს. ჯერალდ გაბრიელსეს ხელმძღვანელობით გუნდმა შექმნა მოწყობილობა, რომელსაც ერთპოზიტრონიანი კვანტური ციკლოტრონი ეწოდება. ის ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს იყენებდა, რათა პოზიტრონი ვაკუუმში, აბსოლუტურ ნულთან მიახლოებულ ტემპერატურაზე შეეკავებინა. ამ პირობებში ანტიმატერიის ნაწილაკი ენერგიის უმცირეს მდგომარეობაში იყო. მკვლევრებს შეეძლოთ, მისი კვანტური ქცევა კონტროლირებულად შეეცვალათ. ნაწილაკების ფიზიკაში გამოყენებული სხვა მეთოდებისგან განსხვავებით, ეს მიდგომა ნაწილაკს არ ანადგურებდა. ამიტომ მკვლევრებმა ერთი ანტინაწილაკის თვეების განმავლობაში შეკავება და გაზომვების გამეორება შეძლეს.

რას გვასწავლის ანტიმატერიის ნაწილაკების მართვა? მეცნიერებმა იციან, რომ მატერიასა და ანტიმატერიას ძალიან მსგავსი თვისებები აქვთ. მაგალითად, ელექტრონსა და პოზიტრონს ზუსტად ერთნაირი მასა აქვთ, თუმცა მათი ელექტრული მუხტები საპირისპიროა. მიუხედავად ამისა, ჯერ კიდევ გაურკვეველია, რამდენად ჰგავს ერთმანეთს მატერიის ეს ორი ფორმა და ხომ არ არსებობს მცირე განსხვავებები, რომლებიც დღემდე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში შეუმჩნეველი დარჩა.

ამის გასარკვევად, მკვლევრებს ორივე ნაწილაკის მაგნიტური თვისებების შედარება სურთ. ფიზიკოსებმა ელექტრონების ძალიან ზუსტი გაზომვები უკვე ჩაატარეს, მაგრამ პოზიტრონების შემთხვევაში სიზუსტის იმავე დონის მიღწევა უფრო რთული აღმოჩნდა. ამერიკის ფიზიკური საზოგადოების ცნობით, ახალი მოწყობილობით ანტიმატერიის ნაწილაკების გაზომვა დაახლოებით 30-ჯერ უფრო ზუსტად იქნება შესაძლებელი, ვიდრე აქამდე შეეძლოთ მეცნიერებს.