CERN: Γιατί ύλη και αντιύλη δεν εξουδετέρωσαν η μία την άλλη στο Big Bang (vid)
ΦΥΣΙΚΗ 7/1/2022
Posted by Youmagazine Staff
Το αίνιγμα της αντιύλης: Τι είναι και γιατί δεν αλληλεπίδρασε κατά τη Μεγάλη Έκρηξη με την ύλη ώστε να καταστρέψει το σύμπαν;
Κάθε σωματίδιο κανονικής ύλης (αριστερά) έχει ένα ισοδύναμο αντιύλης (δεξιά). Image: YouTube
v
ΠΩΣ ΠΡΟΕΚΥΨΕ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ; Γιατί η ύλη και η αντιύλη δεν αλληλο-εξουδετερώθηκαν όταν έγινε η Μεγάλη Έκρηση;
Αναζητώντας την προέλευση του σύμπαντος και γενικά της ύπαρξής μας, οι επιστήμονες του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN, προφέρεται Σερν) στη Γενεύη της Ελβετίας, πραγματοποίησαν μια μέτρηση εξαιρετικής ακρίβειας, με την ελπίδα να εξηγήσουν το γιατί η ύλη και η αντιύλη δεν εξουδετέρωσαν η μια την άλλη κατά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang),αλλά αυτό δεν το κατόρθωσαν προς το παρόν, όπως είπε ο Στέφαν Ούλμερ στο Γερμανικό Πρακτορείο Ειδήσεων.
Ο φυσικός δρ Ούλκερ είναι ο ιδρυτής του Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) στο CERN, το οποίο ασχολείται με τις ιδιότητες της αντιύλης.
«Δεν βρήκαμε καμία διαφορά μεταξύ πρωτονίων και αντιπρωτονίων που θα μπορούσε να εξηγήσει την ύπαρξη ύλης στο σύμπαν», δήλωσε ο Ούλκερ στο dpa.
Κατά τη μέτρηση, οι φυσικοί του CERN συνέκριναν τις μάζες των πρωτονίων και των αντιπρωτονίων με 11 δεκαδικά ψηφία. Δεν μπορεί να αποκλειστεί ότι υπάρχουν διαφορές σε ακόμη πιο μικροσκοπικό και όχι ακόμη μετρήσιμο επίπεδο, λέει ο Ούλκερ.
Μπορείτε να δείτε το σχετικό άρθρο στην ιστοσελίδα του CERN.
Η αντιύλη περιγράφει τα αντισωματίδια που υπάρχουν για κάθε δομικό στοιχείο στον κόσμο. Έχουν το αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Όταν τα σωματίδια και τα αντισωματίδια συναντώνται, εξαφανίζει το ένα το άλλο.
ν
Ένα τμήμα του πειράματος BASE στο CERN. Πηγή: CERN
ν
Γιατί υπάρχουμε;
«Στην ουσία πρόκειται για το ζήτημα της προέλευσης της ύπαρξής μας», λέει ο Ούλμερ. «Αν συνδυάσουμε τη Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης και το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων, δεν υπάρχει πραγματικά κανένας λόγος για τον οποίο θα έπρεπε να δημιουργηθεί το σύμπαν».
Κανονικά η ύλη και η αντιύλη θα έπρεπε να εξουδετερώσουν η μα την άλλη. «Αυτό έπρεπε να συμβεί κατά τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά αυτό δεν έγινε κι έτσι εμείς σήμερα υπάρχουμε. Γιατί υπάρχουμε, όμως; Αυτό δεν μπορεί να απαντηθεί από τη σύγχρονη φυσική.
Μια από τις θεωρίες λέει ότι υπάρχει ασυμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Με απλά λόγια, εάν τα πρωτόνια είναι βαρύτερα από τα αντιπρωτόνια, κάποια πρωτόνια θα έμεναν σε περίπτωση σύγκρουσης. Ωστόσο, το πείραμα στο CERN δεν αποκάλυψε καμία διαφορά.
«Με υψηλό βαθμό ακρίβειας μέτρησης, αποκλείσαμε ότι η διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης βασίζεται σε διαφορά μάζας», είπε ο Ούλμερ.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θέλησαν να δοκιμάσουν μια άλλη θεωρία σχετικά με τη διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης: μήπως αντί της μάζας είναι η μαγνητική ροπή που διαφέρει. Η ταλάντωση των σωματιδίων γύρω από τον άξονά τους μπορεί τώρα να μετρηθεί με ακρίβεια. «Μπορούμε τώρα να μετρήσουμε με τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερη ακρίβεια από πριν», λέει ο Γερμανός φυσικός.
Οι φυσικοί δημιούργησαν για πρώτη φορά ένα πείραμα που μπορεί να διερευνήσει με την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια εάν η αντιύλη πέφτει τόσο γρήγορα όσο η ύλη εξαιτίας της βαρύτητας. Το προκαταρκτικό αποτέλεσμα: η αντιύλη αντιδρά με τον ίδιο τρόπο όπως η ύλη. Και εδώ, επίσης, οι φυσικοί βρέθηκαν σε αδιέξοδο.
Το μυστήριο συνεχίζεται
Το αίνιγμα της αντιύλης πιθανότατα θα συνεχίσει να ταλαιπωρεί τους επιστήμονες για πολύ καιρό ακόμα. Τα εργαστηριακά πειράματα και οι αστρονομικές παρατηρήσεις αναμφίβολα θα παράσχουν νέες ενδείξεις στο μέλλον, ενδείξεις που θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε την εξέλιξη του σύμπαντος, τα όρια του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής και ενδεχομένως πώς να αξιοποιήσουμε αυτή την παράξενη ουσία –την αντιύλη– για χρήσεις που δεν μπορούμε ακόμα να φανταστούμε.
v
What is Antimatter? | Fermilab
v
ν
