Антивещество
Антивещество является самой дорогой субстанцией на всей планете. Изготовление его столь сложно и трудоемко, что никакие камни и металлы не сравнятся по итоговой стоимости с теми крохами антиматерии, которые ученым порой удается добыть. Это без учета того, что необходимо как-то поддерживать его состояние, т.к. при контакте с материей оба вещества взаимоуничтожаются.
Водород, состоящий из антипротона и позитрона - первый раз удалось получить в начале 1990-х в Швейцарском центре ядерной физики CERN. В этой же лаборатории в начале XXI века он был произведен в достаточно больших количествах (приблизительно несколько десятков миллионов атомов), но время существования его крайне непродолжительно. Буквально через несколько мгновений все с такими усилиями синтезированное антивещество исчезало в мощной вспышке гамма-излучения, не оставляя ученым времени на проведение каких-либо экспериментов связанных с изучением свойств этого антивещества.
Но вот совсем в недалеком прошлом, группа ученых, все с того же CERN'а, на новом эксперименте ALPHA, дала знать о том, что им удалось получить всего 38 атомов антиводорода, но поддерживать их стабильное существование в течение более чем 0,1 секунды!
Над методом получения антиводорода и антивещества вобщем, трудились несколько десятков лет. Сейчас на аппарате эксперимента ALPHA первым делом вырабатываются антипротоны, которые с помощью приложенного электромагнитного поля концентрируются в максимальном количестве в небольшой области, радиусом с булавочную головку, а затем «подталкиваются» ко второму облаку, состоящему из позитронов. Сталкиваясь между собой, антипротоны и позитроны образуют атомы антиводорода. Весь эксперимент протекает в яйце магнитного поля, в наиглубочайшем вакууме, чтобы не дать антивеществу взаимодействовать с веществом как можно дольше.
Люди знающие, спросят, как вообще возможно удерживать антиводород (как собственно и водород) в магнитном поле - ведь это полностью электрически нейтральная частица, в которой заряд антипротона уравновешен зарядом позитрона? Но есть одно уникальное свойство антиводорода, он обладает крохотным магнитным моментом, который при использовании достаточно сильных сверхпроводниковых электромагнитов и при самой минимальной температуре (лишь на 0,5 градусов выше абсолютного нуля) вполне позволяет манипулировать атомами.
На сегодня антиводород получается удерживать от контакта с материей в течение 172 мкс. Конечно, широкие массы этой цифрой вряд ли удивишь, но для специалистов она указывает совершенно новые горизонты. Ведь этого времени уже хватает, чтобы провести непосредственные исследования свойств антивещества и его характеристик.
Для начала, конечно, всех интересует проведение экспериментов по проверке СРТ-инвариантности, т.е. теоретически предсказанной полной неизменности физических законов при одновременной инверсии заряда, времени и четности. Короче говоря, теория позволяет описать позитрон, как электрон, движущийся в обратном времени. И если позитрон двигается назад во времени, то от электрона у него отличий нет вообще. Эти выкладки давно доказанными в теории, а вот на практике возможность их проверить появилась лишь сейчас.
Водород, состоящий из антипротона и позитрона - первый раз удалось получить в начале 1990-х в Швейцарском центре ядерной физики CERN. В этой же лаборатории в начале XXI века он был произведен в достаточно больших количествах (приблизительно несколько десятков миллионов атомов), но время существования его крайне непродолжительно. Буквально через несколько мгновений все с такими усилиями синтезированное антивещество исчезало в мощной вспышке гамма-излучения, не оставляя ученым времени на проведение каких-либо экспериментов связанных с изучением свойств этого антивещества.
Но вот совсем в недалеком прошлом, группа ученых, все с того же CERN'а, на новом эксперименте ALPHA, дала знать о том, что им удалось получить всего 38 атомов антиводорода, но поддерживать их стабильное существование в течение более чем 0,1 секунды!
Над методом получения антиводорода и антивещества вобщем, трудились несколько десятков лет. Сейчас на аппарате эксперимента ALPHA первым делом вырабатываются антипротоны, которые с помощью приложенного электромагнитного поля концентрируются в максимальном количестве в небольшой области, радиусом с булавочную головку, а затем «подталкиваются» ко второму облаку, состоящему из позитронов. Сталкиваясь между собой, антипротоны и позитроны образуют атомы антиводорода. Весь эксперимент протекает в яйце магнитного поля, в наиглубочайшем вакууме, чтобы не дать антивеществу взаимодействовать с веществом как можно дольше.
Люди знающие, спросят, как вообще возможно удерживать антиводород (как собственно и водород) в магнитном поле - ведь это полностью электрически нейтральная частица, в которой заряд антипротона уравновешен зарядом позитрона? Но есть одно уникальное свойство антиводорода, он обладает крохотным магнитным моментом, который при использовании достаточно сильных сверхпроводниковых электромагнитов и при самой минимальной температуре (лишь на 0,5 градусов выше абсолютного нуля) вполне позволяет манипулировать атомами.
На сегодня антиводород получается удерживать от контакта с материей в течение 172 мкс. Конечно, широкие массы этой цифрой вряд ли удивишь, но для специалистов она указывает совершенно новые горизонты. Ведь этого времени уже хватает, чтобы провести непосредственные исследования свойств антивещества и его характеристик.
Для начала, конечно, всех интересует проведение экспериментов по проверке СРТ-инвариантности, т.е. теоретически предсказанной полной неизменности физических законов при одновременной инверсии заряда, времени и четности. Короче говоря, теория позволяет описать позитрон, как электрон, движущийся в обратном времени. И если позитрон двигается назад во времени, то от электрона у него отличий нет вообще. Эти выкладки давно доказанными в теории, а вот на практике возможность их проверить появилась лишь сейчас.