Laseri sära võib aidata lahendada mõistet, miks universumis on vähem antimaterjali kui tavaline asi.
Füüsikud on esimest korda näidanud, et antiaine aatomid paistavad välja sama valgust kui tavalise aine aatomid. Täpsem uuring aitab lahendada mõistet, miks antimaterjal on vähem.
Iga tavalise materjali osakese puhul on sarnase massiga samasugune antimaterjaliosake, kuid vastupidine elektrilaeng. Näiteks on positron ja antiproton elektronide ja prootonite osakesed.
Kui osakesed puutuvad kokku osakesega, hävitavad nad üksteist, tekitades energiat. Gramm antimaterjali hävitab aine grammi ja vabastab umbes kaks energiavaru, mis on saadud aatomipommi kukutamisest Hirosimaale. (Ärge muretsege ohu pärast, sest teadlased on ikka veel väga kaugel grammi antimaterjali loomisest).
Jääb saladuseks, miks on rohkem asju kui antiaine. Elementaarse osakeste füüsika standardmudel (parim kirjeldus selle kohta, kuidas Universumi ehituskivid käituvad) viitab sellele, et Suure Paugu oleks pidanud looma need võrdselt.
Teadlased sooviksid rohkem teada antimaterjali kohta, näha erinevusi oma käitumises ja mõista, miks see on nii väike. Üks peamisi katseid on laserite kasutamine antiaatomite aatomite jaoks, mis võivad neelata ja kiirgada valgust samal viisil kui tavalise aine aatomid. Kui hüdrogeeni aatomid eraldavad erinevat valgustugevust kui vesiniku aatomid, tekitavad sellised spektraalsed erinevused ideid nende erinevuse muudest põhjustest. Esimest korda kasutasid uurijad hüdrogeeni aatomite spektraalanalüüsi tegemiseks lasereid.
„Ma nimetaksin seda antimaterjali füüsika püha graali,” ütles uuringu kaasautor Jeffrey Hungst, Taani Aarhusi Ülikooli füüsik. „Olen seda juba rohkem kui 20 aastat töötanud ja projekt on lõpuks käivitunud.”
Teadlased on katsetanud antihüdrogeeni, mis on antimaterjali kõige lihtsam aatom, sest vesinik on lihtsa aatomi tavaline aine, mis koosneb ühest antiprotonist ja ühest positronist.
Katsetamiseks piisava koguse antimaterjali kaevandamine on osutunud keeruliseks. Antihüdrogeenide aatomite loomiseks segasid teadlased umbes 90 000 antiprotooni 1,6 miljoni positroniga (antielekrooniga), mis andis umbes 25 000 vesinikuaatomit. Katse jaoks kasutati ALPHA-2 seadet - antimaterjali generaatorit ja haardesüsteemi, mis asub Euroopa Tuumauuringute Organisatsioonis (CERN) Šveitsis.
Pärast aatomite loomist peate neid „väga hoolikalt hoidma,” ütles Khangst. Antihüdrogeen on elektriliselt neutraalne ja seetõttu ei saa seda elektriväljade abil paigal hoida ja „te peate selle eemal hoidma, sest see vajab vaakumtingimusi”. Antimaterjali parim temperatuur on peaaegu absoluutne null (miinus 459,67 kraadi Fahrenheiti või miinus 273,15 kraadi Celsiuse järgi), seega on see aeglane ja kergem hoida. Teadlased hoiavad antihüdrogeeni väga tugevates magnetväljades. „Nüüd õnnestub meil hoida umbes 15 vesinikuaatomit,” ütleb Hungst.
Seejärel lasersid nad antihüdrogeeni, põhjustades aatomite valgust vabastamist. Teadlased mõõdavad spektrit - 10 kuni kümnendale astmele.
Nüüd on vesiniku ja vesiniku valguse spektrid üksteisega sarnased. Kuid täpsem mõõtmine aitab tuvastada aine ja antiaine vahelisi erinevusi, mis võiksid avastada antimaterjali kadumise müsteeriumi ja põhjustada revolutsioonilisi muutusi standardmudelis. „Me saame muuta tööreegleid,” ütleb Hungst.
