CERN – Αντιύλη: Ένα νέο πείραμα αρχίζει για τη μελέτη της επίδρασης της βαρύτητας στην αντιύλη

Η απουσία της αντιύλης στο σύμπαν είναι ένας μακροχρόνιος γρίφος στη φυσική. Πολλά πειράματα εξερευνούν αυτόν το γρίφο βρίσκοντας ασυμμετρίες μεταξύ σωματιδίων και των αντίστοιχών τους της αντιύλης. Το GBAR (Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest), ένα νέο πείραμα στο CERN, προετοιμάζει την εξερεύνηση μιας άποψης αυτού του γρίφου: ποια είναι η επίδραση της βαρύτητας στην αντιύλη; Ενώ υπάρχουν θεωρίες ως προς το εάν η αντιύλη θα συμπεριφέρεται όπως η ύλη ή όχι, ακόμη απουσιάζει ένα καθοριστικό πειραματικό αποτέλεσμα.

Το GBAR θα μετρήσει την επίδραση της βαρύτητας σε άτομα αντιυδρογόνου. Τοποθετημένο στην αίθουσα του Επιβραδυντή Αντιπρωτονίων (AD), το GBAR είναι το πρώτο από πέντε πειράματα που θα συνδεθεί με το νέο δακτύλιο επιβράδυνσης ELENA. Την 1η Μαρτίου, εγκαταστάθηκε το πρώτο εξάρτημα του πειράματος – ένας γραμμικός επιταχυντής (linac). Σε έντονη αντίθεση με την αλυσίδα των μεγάλων επιταχυντών του LHC και τα γρήγορα σωμάτια, ο κόσμος της αντιύλης στον AD είναι μικρός και τα σωμάτια του είναι τόσο αργά όπως έρχονται. Ο linac του GBAR (εικόνα) είναι μόνο 1,2 μέτρα μακρύς και θα χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ποζιτρόνια, την αντιύλη αντίστοιχη του ηλεκτρονίου.

Το πείραμα θα χρησιμοποιήσει αντιπρωτόνια που τροφοδοτεί ο ELENA και ποζιτρόνια που δημιουργούνται από τον linac για να παραχθούν ιόντα αντιυδρογόνου. Αυτά συνίστανται από ένα αντιπρωτόνιο και δυο ποζιτρόνια, και το θετικό τους φορτίο τα κάνει σημαντικά εύκολα για να τα διαχειριστούν. Με τη βοήθεια λέιζερ, η ταχύτητά τους θα μειώνεται στο μισό μέτρο ανά δευτερόλεπτο. Αυτό θα τα επιτρέψει να κατευθυνθούν σε ένα σταθερό σημείο. Μετά, παγιδευμένο από ένα ηλεκτρικό πεδίο, με ένα λέιζερ θα αφαιρείται ένα από τα ποζιτρόνιά τους, πράγμα που θα τα καθιστά ξανά ουδέτερα. Η μόνη δύναμη που δρα σε αυτά, στο σημείο αυτό, θα είναι η βαρύτητα και θα είναι ελεύθερα να κάνουν μια πτώση 20 εκατοστών, κατά τη διάρκεια της οποίας οι ερευνητές θα παρατηρούν τη συμπεριφορά τους.

Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να καταλήξουν να είναι πολύ συναρπαστικά. Άλλα πέντε πειράματα βασίζονται στον Επιβραδυντή Αντιπρωτονίων, δυο από τα οποία – AEGIS και ALPHA – είναι επίσης μελέτες της επίδρασης της βαρύτητας στην αντιύλη.

Πηγή: CERN