Как можно предположить, эксперименты с измерением свойств и характеристик антиматерии довольно сложны, что обусловлено природой этого вещества: оно очень нестабильно и моментально разрушаются при контакте с обычной материей, так что стандартные научные способы и инструменты здесь бесполезны. Поэтому снимаем шляпу перед CERN, где группа ученых, работающая в рамках программы ALPHA, как утверждается, впервые измерили антиматерию, а точнее, ее оптический спектр. Результаты работы представлены в журнале Nature.
В рамках эксперимента команда наполнила вакуумную трубку позитронами (положительно заряженные частицы) и антипротонами (частицы, несущие отрицательный электрический заряд) с целью создания антиводорода. Затем, используя вакуумную ловушку, ученые поймали небольшое количество атомов антиводорода и смогли удержать в стабильном состоянии на протяжении определенного времени. Этого времени хватило, чтобы провести все запланированные измерения. Ученые использовали специальную лазерную установку, чтобы наблюдать переходы позитронов между энергетическими уровнями у антиводорода и сравнить эти процессы с таковыми у обыкновенного водорода. Тесты также включали воздействие на пойманные частицы лазерным излучением. Это делалось для того, чтобы заставить их позитроны «перепрыгивать» с низкого энергетического уровня на более высокий, и обратно. Перепрыгивая с одного энергетического уровня на другой, они излучали свет, который физики и изучали.
И вот сюрприз (на самом деле нет): результаты исследования показали, что модель поведения антиводорода практически не отличается от таковой у обычного водорода, только у последнего частицы несут отрицательный заряд. Отметим, что полученные экспериментальным путем результаты ничуть не противоречат Стандартной модели физики элементарных частиц, которая гласит, что водород и антиводород имеют одинаковые характеристики испускаемого света. Так что переосмыслять законы физики на сей раз не потребовалось.
Сам факт успешного проведения эксперимента и измерения оптических свойств антиматерии имеет особое значение для науки. Полученные результаты не только проливают дополнительный свет на природу антиматерии, но и обеспечивают более глубокое понимание фундаментальных процессов, которые имели место в ранней Вселенной. Теоретически, при контакте материя и антиматерия должны мгновенно уничтожать друг друга. Новые данные не дают четкого объяснения, почему этого не происходит, но они дают все основания предполагать, что особенности внутреннего строения веществ здесь ни при чем.