Специалисты CERN впервые записали спектр антиводорода

Детектор аннигиляции эксперимента ALPHA (фото CERN).

Знаковый эксперимент по изучению антиматерии провели физики, работающие в коллаборации ALPHA на Большом адронном коллайдере (БАК). Учёные впервые в мире научились определять свойства антивещества, изучать структуру атомов антиводорода.

Напомним, что в мае 2011 года специалисты рапортовали о рекордном удержании атомов антиводорода – в ловушке антиматерия пробыла целых 17 минут. Эксперимент ALPHA позволил поймать атомы антиводорода при помощи хитрой комбинации магнитных полей (так как антивещество не обладает зарядом, "остановить" его электрическим полем невозможно) и сильного охлаждения ловушки.

В этот раз учёные двинулись дальше. Направляя на атомы микроволновое излучение, они подбирали частоту таким образом, чтобы удалось изменить (перевернуть) магнитный момент антиатомов. При этом антиводород выскакивал из ловушки.

Когда это происходило, антиатом встречался с атомом обычного вещества (стенки ловушки) и аннигилировал. Это событие улавливали детекторы частиц, окружающие ловушку. По полученным спектрам физики могли бы определить, каковы свойства и внутренняя структура антиатома. Однако пока они копят статистику выхода антиводорода из ловушки.

Существующие законы физики предсказывают, что спектр антиводорода будет идентичен спектру водорода. "Водород – самый распространённый химический элемент Вселенной. Мы изучили его структуру очень хорошо. Теперь мы можем начать исследовать антиводород. Различаются ли они? Сейчас мы можем сказать, что время покажет, что можно провести эксперименты, которые помогут детально изучить антиатомы", — говорит Джеффри Хангст (Jeffrey Hangst), пресс-секретарь коллаборации ALPHA.

Более того, физики уверены, что можно создать такие эксперименты, в которых микроволны будут изменять структуру антиводорода. Этим и планируют заняться в ближайшее время физики БАК. Кроме того, учёные будут изучать внутреннюю структуру атомов антивещества, сравнивать её с таковой у обычного вещества, искать возможные различия.

Как известно, физиков давно терзает различие в количестве вещества и антивещества во Вселенной. Согласно существующим представлениям, равновесие должно было бы сохраняться, но оно по каким-то причинам было нарушено сразу после Большого взрыва. Ответ на вопрос, куда пропала антиматерия, при встрече с которой материя должна аннигилировать, учёные ищут давно и пока относительно безуспешно.

Если атомы антиводорода удастся исследовать во всех деталях, физики, возможно, найдут причину перевеса вещества над антивеществом.