Tényleg antianyag készült a CERN-ben: először tároltak teljes atomokat

Aki látta, biztosan emlékszik az Angyalok és démonok című film első perceire, amikor antianyagot állítanak elő a CERN-ben. Valami hasonló történt most a valóságban is, először az antianyag-kutatások történetében.

A negatív töltésű antiprotonból és a pozitív töltésű antielektronból (pozitronból) álló anti-hidrogénatomokat speciális mágneses térrel ejtették csapádba (illusztráció)

Először ejtettek csapdába és tároltak antianyag-atomokat. A régóta áhított eredményt az európai részecskefizikai kutatóközpontban, a CERN-ben érték el az ALPHA nevű, európai-amerikai tudományos együttműködés kutatói, anti-hidrogénatomokkal.

A részecskéknek (pl. elektron, proton, neutron stb.) létezik antirészecskéje. Ezen részecskepárok minden fizikai jellemzője megegyezik, az elektromos töltést kivéve. Például az elektron antianyag-párja a pozitron, amely pozitív töltésű. 1955-ben figyeltek meg először antiprotont részecskeütközésekben. Azóta sorra előállították és megfigyelték számos részecske antirészecske-párját.

Az Univerzum eddig megismert részében sehol sincs nagyobb mennyiségben antianyag. Ha lenne, akkor nem létezne a szilárd Föld, nem létezne a Naprendszer, nem ragyognának csillagok az égen. Az anyag és az antianyag részecskepárok ugyanis egymással találkozva kölcsönösen megsemmisítik egymást (szétsugároznak).

A CERN-ben zajló fizikai kutatások egyik célja az anyag és az antianyag eltéréseinek feltárása. Antiprotonokat részecskegyorsítókban állítanak elő: nagyenergiájú protonokat ütköztetnek valamilyen céltárggyal. Az ütközés során sokféle részecskefizikai folyamat megy végbe, ezek egy részében antiprotonok is keletkeznek. Ezután az antiprotonokat szét kell választani a többi részecskétől, és tárolni kell őket addig, míg elegendően nagy számban gyűltek össze ahhoz, hogy a továbbiakban már egy tiszta antiproton-részecskenyalábbal lehessen vizsgálatokba kezdeni. A nagyenergiájú részecskefizikai folyamatokban keletkező antiprotonok maguk is meglehetősen nagy energiájúak, gyorsak. Kordában tartásukhoz, "kezelhetővé tételükhöz" le kell lassítani őket. Egymás után többféle fizikai folyamatot, műszaki megoldást vetnek be a lassításhoz.

A mostani eredmény jelentősége, hogy már nemcsak antiprotonokat, hanem teljes anti-hidrogénatomokat is sikerült tárolni. Ez azért sokkal nehezebb, mert az anti-hidrogénatomok is semlegesek elektromosan, így speciális mágneses teret kellett létrehozni tárolásukhoz (lásd az illusztráción). A tárolt anti-hidrogénatomokon az eddigieknél részletesebb vizsgálatokat lehet majd elvégezni annak megállapítására, hogy mi a pontos különbség anyag és antianyag között. Ez annak ellenére igaz, hogy egyelőre mindössze 38 atomot sikerült tárolni a másodperc tizedrészéig - ami már elegendő az alaposabb vizsgálatokhoz.

Részletesebb beszámolót hétvégén olvashatnak rovatunkban.