Ahli fizik melakukan pengukuran tepat pertama mengenai bagaimana cahaya berinteraksi dengan zarah antimateri, dan tidak menemui perbezaan yang signifikan dalam tingkah lakunya berbanding dengan bahan biasa, yang sekali lagi membuat para saintis bertanya-tanya mengapa alam semesta itu wujud. Penemuan mereka diterbitkan dalam jurnal Nature.
Ini adalah pengukuran spektroskopi sebenar sifat antimateri yang diperoleh dengan laser. Ketepatan pengukuran terkini yang sangat tinggi telah menjadi pencapaian utama pasukan kami. Kami telah berusaha mencapai kejayaan ini selama 30 tahun, dan akhirnya kami berjaya merealisasikan impian ini,”kata Jeffrey Hangst, wakil rasmi kerjasama ALPHA.
Menurut para saintis hari ini, pada saat-saat pertama selepas Big Bang, jumlah bahan dan antimateri yang sama muncul. Pada masa yang sama, Model Piawai Fizik mengatakan bahawa sifat zarah antimateri mencerminkan ciri kembar mereka, kecuali cas. Dengan kata lain, sifat kimia dan fizikal atom antimateri dan bahan mestilah sama.
Oleh kerana jirim dan antimateri memusnahkan semasa perlanggaran, semasa kelahiran Alam Semesta, zarah-zarah mereka harus saling menghancurkan, menghilangkan alam semesta dari semua simpanan bahan dan antimateri. Oleh itu, timbul persoalan - di mana antimateri "hilang" dan mengapa Alam Semesta wujud.
Dipercayai bahawa salah satu sebab "asimetri jirim" mungkin terletak pada adanya perbezaan kecil tetapi agak ketara dalam struktur dan sifat zarah antimateri. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ahli fizik telah menemui beberapa petunjuk bahawa perbezaan tersebut, misalnya, dalam jumlah proton dan antiproton, masih ada, tetapi perubahan tepatnya terhambat oleh ketepatan instrumen yang rendah dan skala mikroskopik asimetri ini.
Angst dan rakan-rakannya telah bertahun-tahun berusaha untuk mencari petunjuk perbezaan sifat bahan dan antimateri menggunakan instrumen ALPHA-2, perangkap khas untuk positron dan antiproton, memaksa mereka untuk bergabung dan membentuk satu atom antimateri. Oleh kerana pengasingan mutlak, atom antimateri boleh wujud dalam perangkap ini selama beberapa hari tanpa reput atau memusnahkan.
Pasukan ALPHA telah lama berusaha mengukur spektrum atom antihidrogen, perbandingannya dengan data yang serupa untuk hidrogen akan menunjukkan sama ada cahaya berinteraksi dengan cara yang sama dengan dua bentuk jirim, dan sama ada terdapat perbezaan terkecil dalam jisim zarah mereka.
Hasil pertama seperti ini diperoleh enam tahun dua tahun yang lalu, tetapi pengukuran ini tidak tepat kerana fakta bahawa ia tidak dilakukan secara langsung, tetapi secara tidak langsung, memerhatikan akibat pelanggaran zarah antimateri dan jirim. Para saintis terpaksa bertindak dengan cara ini kerana terdapat terlalu sedikit atom antihidrogen. Ini menghalang pencarian kemungkinan jejak "fizik baru" dan penyelesaian misteri kehilangan antimateri.
Video promosi:
Angst dan rakan-rakannya dapat menyelesaikan masalah ini dengan mengubah struktur perangkap sedemikian rupa sehingga memungkinkan mereka menyinari antihidrogen dengan tujuh jenis pancaran laser sekaligus. Dengan menggabungkan gambar yang diperoleh semasa "penembakan" tersebut, para saintis dapat meningkatkan ketepatan pengukuran sebanyak 100 kali dan mencapai tahap kesalahan yang tidak melebihi dua bahagian per trilion. Ini hanya tiga orde magnitud yang kurang daripada ketepatan yang dicapai ketika "menghidupkan" hidrogen.
Seperti dalam dua kali terakhir, spektrum jirim dan antimateri bertepatan sepenuhnya, yang menunjukkan bahawa mereka berinteraksi dengan cahaya dengan cara yang sama dan, mungkin, mempunyai jisim yang sama. Ditambah dengan pengukuran terkini sifat antiproton lain, penemuan ini membuat para saintis semakin tertanya-tanya di mana perbezaan antara bahan dan antimateri "bersembunyi".
Jawapan pertama untuk soalan-soalan ini, seperti yang diharapkan oleh Angst dan rakan-rakannya, akan diterima tidak lama lagi, apabila ALPHA-2 dimodenkan dan diperluas, yang akan meningkatkan ketepatan pengukuran spektrum dengan beberapa perintah yang besar dan semakin hampir untuk menyelesaikan misteri kewujudan Alam Semesta.
