محققان مرکز سرن در یکی از عجیب‌ترین آزمایشات تاکنون قصد دارند واکنش اتم‌های ضدماده را در برابر گرانش بسنجند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، ذرات ضدماده تصویر آینه ماده عادی هستند با این تفاوت که بار الکتریکی آنها مثبت است.

این که ضد ماده در برابر گرانش چه واکنشی نشان می‌دهد تاکنون ناشناخته باقی مانده، اما به نظر می‌رسد که به جای پایین به سمت بالا حرکت می‌کند.

محققان سرن در پژوهش خود که در مجله Nature Communications منتشر شده، گامهای بلندی را در ارزیابی این فرضیه برداشته‌اند.

ضدماده یکی از بزرگترین معماهای فیزیک است از این جهت که احتمالا مقادیر مشابه ماده و ضدماده در ابتدای جهان ایجاد شده‌اند. اما هنگامی که با هم مواجه می‌شوند، یکدیگر را در فرآیندی موسوم به انهدام از بین برده و به نور خالص تبدیل می‌شوند.

این که چرا جهان امروز عمدتا از ماده و تنها میزان کمی از ضدماده ساخته شده، پژوهشهایی را برای بررسی برخی تفاوتها میان این دو برانگیخته است.

برای مثال، آزمایشگر «زیبایی»(Beauty) برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHCb) و آزمایشگاههای دیگر به دنبال شواهدی هستند که ذرات عجیب اغلب به ماده تجزیه می‌شوند تا ضد ماده.

هفته گذشته تیم «زیبایی» برخورددهنده بزرگ هادرونی تفاوت کمی را در تجزیه ذرات «مزون بی‌اس» گزارش کردند اما هنوز شواهد کافی برای توضیح معمای ماده در دست نیست.

یک تفاوت چشمگیر بین این دو شاید شیوه تعامل آنها با گرانش باشد. ضدماده احتمالا توسط ماده دفع شده و به آن جذب نمی‌شود.اما این تفاوتی است که تا پیش از ظهور تجربه آلفای سرن قابل آزمایش نبوده است.

آلفای سرن، نام دستگاه لیزر پادهیدروژن فیزیک است که برای ساخت و به دام انداختن اتمهای ضدماده طراحی شده است.

همانطور که هیدروژن از یک پروتون و یک الکترون ساخته شده، پادهیدروژن نیز اتمی است که از همتایان ضدماده پادپروتون و پوزیترون ساخته شده است.

این تلاشها نه فقط به قصد تولید این ذرات، بلکه نگهداشتن آنها تا زمانی است که بتوان آنها را پیش از برخورد با ماده و نابودی بررسی کرد.

در سال 2010 تیم آلفا این کار را انجام دادند و در سال 2011 نشان دادند که می‌توانند اتمهای پادهیدروژن را برای 1000 ثانیه نگهدارند. این تیم اکنون به داده‌های موجود خود در مورد 434 اتم پادهیدروژن برگشته و آنها را برای فرضیه ضدگرانش مورد بررسی قرار داده‌اند.

محققان یک پژوهش آماری را در مورد اینکه کدام اتم پادهیدروژن به بالا یا پائین رفته انجام داده و توانسته‌اند اولین مجموعه از محدودیتها را بر چگونگی واکنش ضدماده به گرانش اعمال کنند.

این محققان نشان داده‌اند که اگر یک اتم پادهیدروژن به پائین بیفتد، جرم گرانشی آن بیش از 110 برابر بزرگتر از جرم داخلی آن نبوده و اگر به سمت بالا حرکت کند، جرم گرانشی آن حداکثر 65 برابر بزرگتر است.

وظیفه اصلی پژوهش آلفا بررسی سطوح انرژی در پادهیدروژن برای مشاهده تفاوت میان آن و هیدروژن است. این تجربه اکنون ارتقا یافته و انتظار می‌رود داده‌های دقیق‌تری را در زمان از سرگیری پژوهش‌ها در سال آینده ارائه کند.

انتهای پیام