Исследования показывают, что гений Альберт Эйнштейн был прав относительно антиматерии

Однако учёные делают важные шаги к лучшему пониманию антиматерии. В среду (27 сентября) исследователи заявили, что им впервые удалось продемонстрировать, что антиматерия реагирует на гравитацию так же, как и материя: падает. Успех эксперимента в очередной раз подкрепляет общую теорию относительности, разработанную гениальным физиком Альбертом Эйнштейном.

Как мы знаем, всё, что мы видим, от планет и звёзд до пуделей и леденцов, состоит из обычной материи. Между тем, антиматерия — таинственный близнец обычной материи, обладающий такой же массой, но противоположным электрическим зарядом.

Почти у всех субатомных частиц, таких как электроны и протоны, есть аналоги в антиматерии. В то время как электроны имеют отрицательный заряд, антиэлектроны, также известные как позитроны, имеют положительный заряд. Аналогично, в то время как протоны имеют положительный заряд, антипротоны имеют отрицательный заряд.

Согласно этой теории, Большой взрыв, давший начало Вселенной, должен был создать равное количество материи и антиматерии. Однако антиматерии, по-видимому, очень мало — а на Земле её практически нет. Более того, материя и антиматерия несовместимы. При соприкосновении они взрываются.

Эксперимент был проведён в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Швейцарии учёными из коллаборации ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Facility). В эксперименте использовался антиматерия, аналог водорода, самого лёгкого элемента.

«На Земле большая часть встречающейся в природе антиматерии образуется, когда космические лучи — энергичные частицы из космоса — сталкиваются с атомами в воздухе и создают пары материя-антиматерия», — сказал физик Джонатан Вуртеле из Калифорнийского университета, соавтор исследования, опубликованного в журнале Nature.

Эта вновь созданная антиматерия существует лишь до тех пор, пока не столкнётся с атомом обычной материи в нижних слоях атмосферы. Однако антиматерию можно синтезировать в контролируемых условиях, как в эксперименте ALPHA.

Антиводород находился в цилиндрической вакуумной камере и удерживался магнитным полем. Исследователи уменьшили магнитное поле, чтобы высвободить антивещество и посмотреть, будет ли оно падать под действием силы тяжести. В тех же условиях оно вело себя точно так же, как водород.

«Этот результат был предсказан теорией и косвенными экспериментами… Но ни одна группа никогда не проводила прямой эксперимент, в котором антиматерия падала бы, чтобы увидеть, в каком направлении она падает», — сказал физик из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования Джоэл Фаджанс.

Когда Эйнштейн разработал свою общую теорию относительности – всеобъемлющее объяснение гравитации – он считал всю материю эквивалентной, то есть антиматерия будет реагировать так же, как и материя. Официально антиматерия была открыта лишь в 1932 году.

«Я думаю, это свидетельствует о силе общей теории относительности и ее принципов эквивалентности», — сказал физик и соавтор исследования Уильям Берче из Манчестерского университета в Великобритании, который проводил эксперименты в ЦЕРНе.

Продемонстрировав, что антиматерия и материя притягиваются гравитацией, эксперимент исключил возможное объяснение прежнего дефицита антиматерии: она была отброшена на другую сторону Большого взрыва.

Наконец, физик Фаянс пришел к такому замечанию: «Какой бы хорошей ни была теория, физика все равно остается экспериментальной наукой».

Хоанг Хай (по данным ЦЕРН, UNSF, Reuters)