Walaupun ini adalah data awal, saintis percaya bahawa pengukuran berulang akan mengesahkan penemuan awal mereka.
Ahli fizik dari projek ALPHA, yang berpusat di CERN, menyampaikan data pertama mengenai pengukuran struktur halus spektrum zarah antimateri, dari mana seseorang dapat membuat kesimpulan mengenai struktur tahap tenaga kuantumnya. Dalam hal ini, ternyata serupa dengan perkara biasa, para saintis menulis dalam artikel yang diterbitkan oleh jurnal ilmiah Nature.
"Penemuan apa-apa perbezaan dalam sifat bahan dan antimateri secara harfiah akan menggegarkan asas Model Piawai. Pengukuran ini membantu kami merealisasikan impian kami yang lama dan mengkaji beberapa aspek interaksi antimateri dengan ruang sekitarnya, termasuk mengukur pergeseran tahap tenaga yang lebih rendah, "- kata hasil kerja, wakil rasmi projek ALPHA Jeffrey Hangst.
Ahli kosmologi menunjukkan bahawa di Alam Semesta pada saat-saat pertama kehidupannya, jirim dan antimateri hampir sama. Semua sifat kimia dan fizikal zarahnya, kecuali casnya, harus sama - kecuali, tentu saja, Model Piawai tidak lengkap atau salah (teori ini menerangkan sebahagian besar interaksi semua zarah asas yang diketahui oleh sains sekarang).
Namun, ini bertentangan dengan keberadaan realiti, kerana semua zarah jirim dan antimateri harus saling menghancurkan, bertembung dan saling memusnahkan pada saat-saat pertama setelah Big Bang. Oleh itu, para saintis telah berdebat selama beberapa dekad dan bertanya-tanya mengapa praktis tidak ada antimateri di Alam Semesta yang dapat dilihat.
Ramai ahli fizik percaya bahawa jawapan untuk teka-teki ini terletak pada perbezaan sedikit pun sifat, tingkah laku dan struktur zarah antimateri dan jirim. Para saintis baru-baru ini menemui banyak petunjuk bahawa terdapat perbezaan seperti itu, misalnya, dalam jumlah besar proton dan antiproton. Walau bagaimanapun, ahli fizik belum mengesahkannya.
Hangst dan rakan-rakannya telah berusaha mencarinya selama bertahun-tahun menggunakan instrumen ALPHA-2, perangkap magnet khas untuk positron dan antiproton yang memaksa mereka untuk menggabungkan dan membentuk atom antimateri tunggal. Pengukuran pertama seperti ini, yang dilakukan oleh para saintis pada tahun 2012, 2016 dan 2018, menunjukkan bahawa tidak ada perbezaan dalam cara cahaya memancarkan elektron dan positron pada atom antimateri dan jirim.
Video promosi:
Rahsia antimateri
Dalam siri eksperimen baru, para saintis CERN telah mengukur apa yang disebut Lamb shift untuk antimateri untuk pertama kalinya. Inilah yang disebut oleh saintis perbezaan kecil di mana dua tahap tenaga spesifik dalam atom, 2s dan 2p, berada. Menurut teori, kedudukan mereka harus bertepatan, tetapi pada hakikatnya tidak demikian - mereka berubah menjadi satu sama lain.
Kewujudan jurang ini disebabkan oleh fakta bahawa zarah jirim dan antimateri sentiasa berinteraksi pada tahap kuantum dengan pasangan zarah maya dan antipartikel, yang secara berterusan dilahirkan dan hilang dalam kekosongan vakum. Jejak ini dapat dilihat dalam apa yang disebut "struktur halus" atom, sekumpulan jalur sempit dalam spektrum di mana tahap tenaga yang diramalkan secara teorinya berpecah.
Projek ALPHA pertama kali mengkaji struktur rangkaian garis ini dengan menyebarkan 90,000 atom antihidrogen melalui medan magnet yang kuat, kemudian menyinari mereka dengan laser ultraviolet dan memerhatikan bagaimana spektrum mereka berubah sebagai hasilnya. Para saintis menggunakan data ini untuk mengira peralihan antimateri Anak Domba dan membandingkannya dengan parameter serupa untuk hidrogen.
Secara umum, nilai yang diperoleh bertepatan dengan pengukuran untuk perkara biasa dan dengan hasil pengiraan teoritis, yang memperhitungkan kesan kuantum. Seperti yang ditegaskan oleh Hangst, data-data ini masih awal, tetapi sekarang kita dapat mengatakan bahawa pengukuran struktur malar tidak dapat menyimpang dari ramalan teori lebih dari 2%, dan pergeseran Anak Domba lebih dari 11%.
Dalam masa terdekat, ahli ALPHA merancang untuk melakukan pengukuran yang lebih tepat dengan menyejukkan atom antihidrogen ke suhu mendekati sifar mutlak. Pemerhatian ini, para saintis berharap, akhirnya akan mengesahkan bahawa nilai pergeseran Anak Domba untuk jirim dan antimateri adalah sama, dan bahawa mereka akan membantu ahli fizik mengukur radius antiproton dengan tepat.
