Итальянские исследователи преуспевают в борьбе с антивеществом
— Новости от 21 мая 2019 года —
В 1923 году французский физик Луи де Бройль опубликовал удивительную статью. Он формулирует гипотезу о том, что с веществом связана волна. В течение следующих нескольких лет это было подтверждено, когда исследователи преуспели во вмешательстве в электроны, протоны и даже целые молекулы. Это доказательство того, что материя может иметь волнообразное поведение, например свет. Двойственность волновой частицы является сегодня одним из ключевых принципов квантовой механики. Спустя почти столетие, мы задаемся вопросом, подпадает ли антиматерия под действие этой корпускулярной волны.
Что такое антивещество ?
Антивещество состоит из частиц, очень похожих на вещество, но имеет противоположный электрический заряд. Когда частица сталкивается со своей античастицей, они уничтожают себя сильной вспышкой энергии. Это делает антивещество очень трудным для производства и наблюдения. Это также порождает много вопросов в масштабе космоса. Стандартная модель физики элементарных частиц показывает строгую симметрию между веществом и антивеществом. Другими словами, мы должны наблюдать столько же вещества, сколько антивещество, но это не то, что мы наблюдаем. Вселенная состоит из классической материи, которая делает возможным наше существование. Но для физиков-теоретиков это порождает много вопросов.
Несколько гипотез изучены, чтобы объяснить это отсутствие антивещества. Может быть, вселенная сбалансирована между двумя типами материи, но локально будут дисбалансы. Это подразумевает, что мы живем в пузыре классической материи и что антивещество находится в другом месте. Можно также представить, что существует очень небольшая асимметрия между свойствами вещества и свойствами антивещества. Эта асимметрия объясняет, почему классическая материя наконец победила во вселенной.
Исследование показывает, что антивещество также имеет ондуляторное поведение
Чтобы исследовать эту гипотезу, мы можем попытаться изучить антивещество в лаборатории. В течение нескольких десятилетий мы все лучше и лучше знаем, как производить и манипулировать ими, и согласно статье, опубликованной 3 мая 2019 года, мы теперь знаем также, как воздействовать на антивещество. Благодаря интерферометру, специально разработанному для этого исследования, итальянской команде удалось выделить волновые свойства позитронов, античастиц, связанных с электронами. С этой стороны симметрия соблюдается. Однако система, созданная исследователями, открывает путь для, возможно, более интересных испытаний.
Интерферометрия антиматерии может быть использована для измерения ускорения античастиц в гравитационном поле, что может исследовать многие проблемы. Антиматерия падает так же, как материя? Являются ли гравитационные поля массы вещества и одной и той же массы антивещества одинаковыми? Попытка ответить на эти вопросы будет очень трудной, потому что гравитационное взаимодействие мало в масштабе позитрона, но, возможно, небольшая разница в измерении, наконец, позволит понять, где находится антивещество вселенной.
Изображение NASA Mashall Space Flight Center
источники
