| | 23 января 2014 | Новости науки и техники
В CERN создана пушка, стреляющая лучом из атомов антивещества
Если речь заходит о пушке, стреляющей антивеществом, то первой мыслью, которая приходит в голову, является мысль о баталиях между исполинскими космическими кораблями, которые нам хорошо известны по различным научно-фантастическим произведениям и фильмам типа «Звездного пути». Но пушка, которая стреляет лучом атомов антиводорода и которая была создана в одной из лабораторий Европейской организации ядерных исследований CERN, предназначенная для совсем других целей. С ее помощью ученые собираются пролить свет на некоторые из фундаментальных вопросов, в частности на вопрос о том, почему в окружающей нас Вселенной присутствует гораздо большее количество обычной материи, нежели антиматерии?
Напомним нашим читателям, что согласно имеющейся теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось равное количество вещества и антивещества. Также известно, что материя и антиматерия при их контакте взаимно уничтожаются, рождая выброс высокоэнергетического излучения. Такое положение дел должно было привести к тому, что вся материя и антиматерия во Вселенной аннигилировала бы спустя некоторое время, оставив после себя только пустоту, заполненную потоками высокоэнергетических лучей. Но этого не произошло и не происходит, по крайней мере, в той части Вселенной, которая изучена учеными-астрономами, и физики подозревают, что между материей и антиматерией имеются некоторые тонкие отличия, позволяющие обычной материи доминировать во Вселенной.
Череда предыдущих экспериментов по столкновению и расщеплению частиц различных видов обеспечили ученых некоторыми поверхностными подсказками по поводу тонких различий между веществом и антивеществом. Для дальнейшего продвижения знаний в этой области требуется детальное изучение и эксперименты над фактическими атомами антивещества. Несмотря на то, что ученые уже достаточно давно научились синтезировать антивещество и даже используют позитроны и антипротоны при лечении онкологических заболеваний, детальное изучение антивещества все еще связано с некоторыми трудностями.
Около трех лет назад физикам CERN удалось объединить антипротоны и позитроны в единое целое и сохранить полученные атомы антиводорода в специальной магнитной ловушке в течение достаточно длительного времени. К сожалению, изучить особенности строения и определить физические параметры этих атомов антиводорода практически невозможно из-за того, что магнитное поле ловушки вмешивается в работу высокочувствительных научных инструментов и искажает результаты производимых измерений.
Несмотря на вышеописанные трудности, ученым CERN, работающим в рамках эксперимента ALPHA, все же удалось произвести некоторые спектроскопические измерения характеристик атомов антиводорода, находящихся в магнитной ловушке. Полученные данные только подстегнули интерес ученых к антивеществу, что стало причиной начала программы ASACUSA, пушки, вырабатывающей луч из атомов антиводорода, которые могут быть изучены и характеристики которых могут быть измерены вне области влияния полей магнитной ловушки, в недрах которой они создаются. В ходе первых испытаний анти-пушки ASACUSA было обнаружено около 80 атомов антиводорода, удалившихся на расстояние около трех метров от области магнитной ловушки.
Установка ASACUSA состоит из множества сложных узлов, в состав которых входят анти-кольца Гельмгольца, множество кольцевых электродов, микроволновые резонаторы и вращающиеся фокусирующие устройства. И в результате слаженной работы всех этих узлов высокоэнергетические атомы антиводорода могут попасть в область со слабым магнитным полем, не встретив на своем пути ни атома обычного вещества.
Произведя несколько пробных пусков установки, научная группа, возглавляемая Йязунори Йямацаки, ученым из японского исследовательского Центра RIKEN, планирует произвести некоторые доработки конструкции установки ASACUSA. Проведение экспериментов возобновится летом этого года и к этому времени пушка ASACUSA будет в состоянии вырабатывать лучи высокоэнергетических атомов антиводорода высокой плотности, чего будет достаточно для проведения всесторонних исследований антивещества.
