Эксперимент в ЦЕРНе подтверждает, что антиматерия подчиняется правилам общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Физики из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) экспериментально измерили влияние гравитации на атомы антиводорода. Анализ показал, что гравитационное ускорение для антиматерии на поверхности Земли близко к ускорению обычной материи: в пределах 25% (одно стандартное отклонение) от 9,8 м/с (1 g).
Исследование проводилось на экспериментальной установке ALPHA. Физики захватывали и удерживали в ограниченной магнитными полями «колбе» длиной 25 см около 100 атомов антиводорода и наблюдали за их поведением. Охлажденные до температуры 0,5 K атомы движутся со средней скоростью 100 м/с, постоянно отталкиваясь от магнитных полей на концах ограниченного пространства.
Исследователи расположили колбу вертикально, чтобы магнитные поля ограничивали «выход» сверху и снизу. Когда магнитные поля на каждом конце одинаковы, в случае если на атомы воздействует гравитация, те из них, которые движутся вниз, под действием гравитации будут иметь в среднем больше энергии. Это значит, объясняют физики, что они с большей вероятностью прорвутся через магнитное зеркало и попадут в контейнер, аннигилируя во вспышке света и производя от трех до пяти пионов.
В процессе эксперимента исследователи постепенно снижали мощность магнитных полей до тех пор, пока все атомы не выходили из ограниченного пространства, аннигилируя в окружающей среде. По количеству пионов испущенных над и под экспериментальным пространством физики оценивали количество атомов, вырвавшихся вверх и вниз. В других экспериментах они регулировали мощность ограничивающих магнитных полей, чтобы создать разницу, способную компенсировать эффекты гравитации.
Результаты статистического анализа наблюдений показали, что на атомы антиводорода воздействует сила тяжести, которая заставляет их двигаться с ускорением 0,75 ± 0,29 g. Нормальное ускорение для обычной материи находится в пределах погрешности измерений. Результат эксперимента подтверждают слабый принцип эквивалентности общей теории относительности. Теория Эйнштейна рассматривает всю материю одинаково, подразумевая, что антиматерия и материя реагируют на гравитационные силы.
Читать далее:
Микробиологи пересматривают происхождение сифилиса в Европе: Колумб не виноват
Посмотрите на неуловимого кальмара у Галапагосских островов: его засняли живым впервые за 18 лет
Ученые объяснили, почему пожилым людям стоит пить кофе
На обложке: иллюстрация эксперимента. Изображение: U.S. National Science Foundation