Antihmota: Vedci zmrazili atómy pozitrónia pomocou laserov

Pozitrónium môže generovať obrovské množstvo energie. Môže vrhnúť svetlo na antihmotu, ktorá existovala na začiatku vesmíru a jej štúdium by mohlo spôsobiť revolúciu vo fyzike, liečbe rakoviny a možno aj pri cestovaní do vesmíru. Doteraz však bolo takmer nemožné analyzovať túto nepolapiteľnú látku, pretože jej atómy sa veľmi rýchlo pohybujú. Teraz majú vedci riešenie – jej zmrazenie.

Čo však pozitrónium vlastne je? Je to takzvaný exotický atóm pozostávajúci z hmoty aj antihmoty. Hmota je to, z čoho je vytvorený svet okolo nás vrátane hviezd, planét. Antihmota je jej opakom. Bola vytvorená v rovnakých množstvách, keď sa zrodil vesmír, ale v súčasnosti existuje v prírode len nakrátko a jej prirodzený výskyt vo vesmíre je veľmi malý.

Zisťovanie, prečo je teraz vo vesmíre viac hmoty ako antihmoty, nám podľa Lisy Glögglerovej, doktorandky pracujúcej na projekte Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN), pomôže na ceste k novej, úplnejšej teórii vývoja vesmíru, pričom pozitrónium by mohlo byť kľúčom. „Pozitrónium je jednoduchý systém. Pozostáva z 50 % hmoty a 50 % z antihmoty,“ povedala. „Dúfame, že ak je medzi nimi nejaký rozdiel, uvidíme ho ľahšie ako v zložitejších systémoch.“

Jedným z prvých experimentov, na ktorý by bolo možné použiť zmrazené pozitrónium, je zistiť, či jeho antihmotová časť nadväzuje na Einsteinovu teóriu všeobecnej relativity rovnakým spôsobom ako hmotná časť. Hmota, ktorá tvorí svet okolo nás, pozostáva z atómov. Najjednoduchší z nich je vodík, ktorý je najpočetnejším prvkom vo vesmíre. Tvorí ho kladne nabitý protón a záporne nabitý elektrón. Pozitrónium na druhej strane pozostáva z elektrónu a jeho antihmotového ekvivalentu pozitrónu. 

Prvýkrát ho objavili vedci v USA v roku 1951. Bolo však ťažké ho skúmať, pretože atómy sa veľmi pohybujú, keďže je to najľahší známy atóm. No ochladzovanie atómy spomaľuje, čo vedcom uľahčuje jeho štúdium. Doteraz boli najchladnejšie teploty pre pozitrónium vo vákuu okolo 100 °C. Tím z CERNu teraz znížil teplotu na viac ako -100 °C pomocou techniky nazývanej laserové chladenie.

Ide o náročný a zložitý proces, pri ktorom sa na atómy svieti laserovým svetlom, aby prestali tak veľmi kmitať. Podľa profesora Michaela Charltona, odborníka na pozitrónium z Univerzity vo Swansea, ktorý sa na tomto prelomovom objave nepodieľal, treba pozitrónium ešte viac zmraziť, a to na teplotu okolo -260 °C. No aj tak je to veľmi povzbudivý prvý krok. Výskum bol uverejnený vo vedeckom časopise Physical Review Letters.

Zdroj: bbc.com.