Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak předpokládá standardní model částicové fyziky, antihmota se od hmoty ničím neliší. Fyzikové by z druhé strany nějakou odlišnost antihmoty objevili rádi, protože případná asymetrie by mohla přispět k odpovědi na otázku, proč v okolním vesmíru tak výrazně převažuje jedna z obou forem.
V rámci experimentu ALPHA v CERNu vědci nyní podrobně a zřejmě poprvé zkoumali různé formy interakcí antihmoty, konkrétně Lambův posuv, jemnou strukturu a přechod Lyman-alfa. Co to všechno vůbec je? Zhruba a bez nároků na přesnost: Lambův posuv se definuje jako malé rozštěpení energetických hladin elektronu v atomu vodíku v důsledků interakce s energií vakua. Jemná struktura odpovídá rozštěpení energetických hladin v elektronovém obalu v důsledku interakcí orbitálního a spinového momentu elektronů. Lyman alfa jsou spektrální čáry vodíku odpovídající situaci, kdy elektron padá z „vyššího“ na nižší orbital (tj. pád z excitovaného na méně excitovaný stav provázený vyzářením energie).
U samotného vodíku byly tyto vlastnosti podrobně prostudovány v posledních cca 70 letech. Při zkoumání symetrie hmoty a antihmoty bylo tedy třeba připravit antivodík. V CERNu mají zařízení na výrobu antiprotonů, z nich a z pozitronů potom v magnetických pastech a vysokém vakuu vytvořili stabilní atomy antivodíku. Na ty se pak svítilo laserovými paprsky a zkoumala se generovaná spektra. V jednom z experimentů byly navíc atomy antivodíku přitom umístěny do vnějšího magnetického pole.
Výsledek: žádné odlišnosti pro Lambův posun a jemnou strukturu se detekovat nepodařilo, výsledky byly (v rámci experimentální nejistoty 2 % pro jemnou strukturu a 11 % pro Lambův posun) konzistentní s tím, co se očekávalo pro normální vodík. Opačné zjištění by ovšem znamenalo velké překvapení.
undefined undefined. Investigation of the fine structure of antihydrogen, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2006-5
Zdroj: CERN/Phys.org
A prečo nesvietili na ten antivodík aj antifotónmi? To by ukázalo zaujímavé výsledky.