ახალი ამბებისაკითხავისასარგებლო

მატერია-ანტიმატერია განსხვავება მსგავსება

პირველი ობიექტი, შემდგარი მთლიანად ანტინაწილაკებისგან, სინთეზირებულ იქნა 1965 წელს – ანტიდეიტრონი. შემდეგ მიიღეს კიდევ უფრო მძიმე ანტიბირთვებიც. 1995 წელს ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრში (CERN) იქნა სინთეზირებული ანტიწყალბადის ბირთვი, შემდგარი მთლიანად პოზიტრონებისა და ანტიპროტონებისგან. განაგრძეთ…

2010 წელს ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრის (CERN) ფიზიკოსებმა შექმნეს ნეიტრალური ანტიწყალბადის რამდენიმე ატომი და შეძლეს მათი შეკავება მაგნიტურ დამჭერში მცირე ხნით. ადრე, ქმნიდნენ რა ანტიმატერიას (!!!), მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ მის კვლევას, რადგან ანტიწყალბადი ძალიან სწრაფად ანიჰილირდება ჩვეულებრივ მატერიასთან შეხების თანავე. ამჯერად მკვლევარებმა შეძლეს საკმაოდ ნელი (ცივი) ანტიატომების მიღება, ისე, რომ ატომები 0,1-0,2 წამით შეაყოვნეს ”მაგნიტურ ბოთლში”.

(ანიჰილაცია – ნაწილაკების და ანტინაწილაკების ერთმანეთთან შეჯახების მერე სხვა განსხვავებულ ნაწილაკებად გადაქცევის რეაქციაა. ელექტრონისა და პოზიტრონის ანიჰილაციის დროს გამოსხივდება სამი ფოტონი, დიდ ენერგიებზე შესაძლებელია მეტ ფოტონებადაც გადაქცევა, ხოლო ასეულობით მევ ენერგიაზე ეს ნაწილაკები გადაიქცევიან ჰადრონებად. 1 კგ მატერიისა და ამდენივე ანტიმატერიის ანიჰილაციის დროს გამოსხივდება 1,8×10¹7ჯოული ენერგია, რაც 47 მეგატონა (!!!) ტროტილური ექვივალენტის ტოლია. ყველაზე მძლავრი თერმობირთვული ბომბი, რომელიც სსრკ ააფეთქა იწონიდა 20 ტონას და აფეთქების სიმძლავრე 50 მეგატონა იყო. ანიჰილაციისდროს ენერგიის 50% ნეიტრინოების სახით გამოსხივდება, დაბალი ენერგიის ნეიტრინოები კი თითქმის არ ურთიერთქმედებენ მატერიასთან, მათთვის რამოდენიმედედამიწის ზომის პლანეტის წიაღში გავლა პრობლემას არ წარმოადგენს).

ანტიპროტონების მწარმოებელი “ფაბრიკები” მუშაობდნენ, ანტინაწილაკების გამოყენება დაიწყეს მედიცინაში (პოზიტრონული ტომოგრაფია, პროტონული ქირურგია), საბოლოოდ ამაჩქარებელმა ტექნიკამ მიაღწია დონეს, რომელიც საჭირო იყო ნამდვილი ანტინივთიერების მისაღებად – ანუ უნდა მომხდარიყოანტიელექტრონების (პოზიტრონების) მიერთება ანტიბირთვთან (ანტიპროტონებთან) და მიღებული ანტიატომის კვლევა. პირველ რიგში საინტერესოა ასეთი ატომისგამოსხივების სპექტრი. თუ აღმოჩნდა, რომ ანტიწყალბადი ცოტათი მაინც განსხვავდება წყალბადისგან, მაშინ სამყაროში ნივთიერება-ანტინივთიერების ასიმეტრიულგავრცელების საიდუმლოს აეხდებოდა ფარდა. ამავე დროს ანტინივთიერება შეიძლება ყოფილიყო “ანტი” ყველანაირი გაგებით, ანუ შეიძლება ჰქონოდაანტიგრავიტაციული თვისება, უარყოფითი მასა. საქმე იმაშია, რომ თუ უარყოფით მასას ნიუტონის კანონებში შევიტანთ, მივიღებთ პარადოქსულ შედეგებს.მიზიდულობის კანონი გადაიქცევა მასისა და ანტიმასის განზიდულობის კანონად, მექანიკის კანონები კი სრულ უაზრობად. თუმცა ამ პარადოქსის ამოხსნა შესაძლებელია. ნიუტონის კანონები ემყარება გრავიტაციული მასის ექვივალენტობის (რომელიც მსოფლიო მიზიდულობის კანონში დევს) და ინერციულობისპრინციპებს(მექანიკის კანონები). ეს პრინციპი არ არის დამტკიცებული – უბრალოდ არ არის ნაპოვნი მტკიცებულება მის არამართებულობაზე. გრავიტაცია განსხვავდებამექანიკისგან, რადგან აინშტაინის ფარდობითობის საერთო თეორიის მიხედვით გრავიტაცია არის დრო-სივრცის დეფორმაცია. მაგალითად, თუ სინათლის სხივივარსკვლავის მახლობლად მოძრაობს, მაშინ ის ვარსკვლავისკენ გადაიხრება, ანუ მასა ახდენს დრო-სივრცის დეფორმაციას შეკუმშვით. ანტივარსკვლავის შემთხვევაშიმოხდება დეფორმაცია გაფართოებით და სხივი ვარსკვლავიდან განიზიდება, ანუ ანტიგრავიტაციას ექნება ადგილი, თუმცა ეს მექანიკაზე არანაირად არ იმოქმედებს,ინერცია ხომ დრო-სივრცის დეფორმაციასთან არანაირად არ არის დაკავშირებული. ანტიმატერიის ანტიგრავიტაციით შეიძლება აიხსნას მისი გაქრობა ხილული სამყაროსფარგლებიდან – გრავიტაციულმა ძალებმა ის უბრალოდ გააძევეს მატერიიდან ძალიან შორს. აშკარაა, რომ ასეთ შემთხვევაში ანტინაწილაკის მასის ნიშნის (+ ან -) დადგენაშეუძლებელია იქამდე, სანამ გაურკვეველია მათი ურთიერთქმედების ნიშანი დედამიწის მიზიდულობის ძალის მიმართ(განიზიდება თუ მიიზიდება). ეს კი მხოლოდნეიტრალური ატომის შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს – ნაწილაკზე მოქმედი გაცილებით ძლიერი ელექტრული და მაგნიტური ველები მალავენ მასზე მოქმედ სუსტგრავიტაციულ ძალას. ცერნსა და ტევატრონზე ჩტარებულ ექსპერიმენტებში ასეთი ნაწილაკები თითქმის სინათლის სხივით მოძრაობდნენ და უზუსტესი გაზომვების ჩატარება შეუძლებელიიყო. ამასობაში ცერნის ძველი ამაჩქარებელი გამოვიდა მწყობრიდან. მხოლოდ 2002 წელს მოხდა სამუშაოების გაგრძელება და პირველი ანტიწყალბადის, ნელი ატომებისმიღება. თუმცა ამ ნაწილაკებზე ექსპერიმენტების ჩატარებაც შეუძლებელია: ისინი ძალიან სწრაფად ანიჰილირებენ. საჭირო იყო კარგი მაგნიტური “ხაფანგი“, რომელიცანტიატომებს ვაკუუმში დაიჭერდა, აქ კი მკვლევარებს სერიოზული პრობლემა ექმნებოდათ.

ანტიწყალბადი

მოწყობილობა სახელად ALPHA თხევადი ჰელიუმის საშუალებით ცივდება (ფოტო Niels Madsen, ALPHA, CERN). ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრის (CERN) ფიზიკოსებმა შექმნეს ნეიტრალური ანტიწყალბადის რამდენიმე ატომი და შეძლეს მათი შეკავება მაგნიტურ დამჭერშიმცირე ხნით. ადრე, ქმნიდნენ რა ანტიმატერიას, მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ მის კვლევას, რადგან ანტიწყალბადი ძალიან სწრაფად ანიჰილირდება ჩვეულებრივმატერიასთან შეხვედრის თნავე. ამჯერად მკვლევარებმა შეძლეს საკმაოდ ნელი(ცივი) ანტიატომების მიღება, ისე, რომ ატომები 0,1-0,2 წამით შეაყოვნეს ”მაგნიტურ ბოთლში”.

ანტიწყალბადის ატომების შესაკავებლად მაგნიტური დამჭერი იყენებს მათ მაგნიტურ თვისებებს. ზემოთ ნაჩვენებია დამჭერის ცენტრალური ნაწილის აწყობის მომენტი, ქვემოთ მაგნიტური ბოთლის სქემა, დამჭერი ანიჰილაციის დეტექტორებით და საერთო ხედი (ილუსტრაციები Niels Madsen, ALPHA, CERN, G. B. Andresen et al./Nature). ფიზიკოსებს მოუწიათ 10 მილიონი ანტიპროტონის და 700 მილიონი პოზიტრონის (ელექტრონის ანტინაწილაკი) შექმნა. მათი ურთიერთქმედებით წარმოიქმნაათასობით ანტიწყალბადის ატომი. უმრავლესობამ მომენტალურად დატოვა მაგნიტური ბოთლი და ანიჰილირდა, მხოლოდ 38 მათგანი შეყოვნდა მაგნიტური ველებისქსელში იმდენ ხანს, რამდენიც შესაძლებელს ხდიდა მათზე რაიმე გაზომვების ჩატარებას. მეცნიერები გეგმავენ გაიღრმაონ გამოცდილება ანტიმატერიის მიღებასა და მის დიდხანს დაჭერაში მაგნიტურ ხაფანგში. ანტიწყალბადის კვლევით ფიზიკოსებიცდილობენ ამოხსნან ამოცანა ასიმეტრიისა მატერიასა და ანტიმატერიას შორის, მათი იდუმალი დისბალანსი სამყაროში (დიდი აფეთქების მერე მატერიასა და ანტიმატერიას შორის თანაფარდობა დაირღვა, რის გამოც სამყარო არსებობს მატერიის სახით, ანტიმატერიის უმნიშვნელო რაოდენობით).

 

წყარო: Astronet.Ge

თეგები

მსგავსი ამბები

Back to top button
Close
Close