Πειράματα

Η αντιύλη είναι η μορφή της ύλης που αποτελείται από τα αντισωματίδια των σωματιδίων που συγκροτούν τη συνήθη ύλη. Για παράδειγμα, ένα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο, γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα θετικά φορτισμένο ποζιτρόνιο. Αν ένα σωματίδιο και ένα αντισωματίδιο έρθουν σε επαφή, και τα δύο καταστρέφονται και παράγεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Με την αντιύλη, θα μπορούσαμε να εκμεταλλευτούμε το σύνολο της ισοδύναμης ενέργειας της ύλης, αντί για τα μικρά ποσοστά που δίνουν η χημική ενέργεια ή οι πυρηνικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται σήμερα. Η αντίδραση 1 kg αντιύλης με 1 kg ύλης θα παρήγαγε 1.8×1017 J ενέργειας (σύμφωνα με την εξίσωση E=mc2). Σε αντίθεση, η καύση ενός χιλιόγραμμου πετρελαίου παράγει 4.2×107 J και η πυρηνική σύντηξη ενός χιλιόγραμμου υδρογόνου θα παρήγαγε 2.6×1015 J.
Άτομα αντιυδρογόνου δημιουργούνται, πολύ περιορισμένα σ' αριθμό, σε εργαστήρια από τα τέλη του 20ού αιώνα, αλλά η διάρκεια ζωής τους είναι πολύ σύντομη και δεν μπορούν να διατηρηθούν.Αν και εντοπίζονται μερικές φορές σωματίδια αντιύλης στο σύμπαν (το πρώτο αντισωματίδιο ανακαλύφτηκε το 1933 και επρόκειτο για ένα αντιηλεκτρόνιο που δημιούργησε η συνάντηση κοσμικών ακτίνων με την ατμόσφαιρα), οι σημερινές μας γνώσεις δείχνουν ότι δεν υπάρχει άτομο αντιύλης στη φύση.Η εξαφάνιση της αντιύλης (που δημιουργήθηκε ταυτόχρονα με την ύλη σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης) παραμένει ένα μυστήριο, αλλά είναι βέβαιο ότι χωρίς αυτό το γεγονός δεν θα είχαμε υπάρξει ποτέ.

Εγκλώβισαν την αντιύλη στο CERN(2011)
Τον εγκλωβισμό ατόμου «αντι-υδρογόνου» για δεκαπέντε ολόκληρα λεπτά πέτυχαν επιστήμονες του CERN, σημειώνοντας σημαντική επιτυχία, καθώς η προηγούμενη
προσπάθειά τους είχε επιτρέψει τον εγκλωβισμό ατόμου αντιύλης για κλάσματα δευτερολέπτου. Η επιστημονική ομάδα εξηγεί τώρα, σε δημοσίευσή της στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Physics», ότι η εξέλιξη αυτή επιτρέπει τη λεπτομερή έρευνα των ιδιοτήτων της αντιύλης και την κατανόηση του λόγου που το Σύμπαν αποτελείται από συμβατική ύλη και όχι από το αντίθετό της, την αντιύλη. Οι νόμοι της Φυσικής δεν φαίνεται να διαχωρίζουν τα δύο είδη ύλης, ενώ ίσες ποσότητες δημιουργήθηκαν τη στιγμή του Μπιγκ Μπανγκ.
«Βελτιώσαμε σημαντικά την αποτελεσματικότητα του εγκλωβισμού, σε σχέση με τη δημοσίευσή μας του περασμένου Νοεμβρίου. Για την πραγματοποίηση των μελετών αυτών είναι πολύ χρήσιμο να διαθέτουμε περισσότερα άτομα υδρογόνου. Πέρυσι, ανακοινώσαμε τον εγκλωβισμό 38 ατόμων, ενώ φέτος μελετήσαμε περίπου 300, που διατηρήθηκαν για αρκετό χρονικό διάστημα», δήλωσε ο δρ Τζέφρι Χανγκστ, συνεργάτης της επιστημονικής ομάδας Alpha του CERN, υπεύθυνης για το σημαντικό πείραμα.
Στη συμβατική ύλη, το κάθε άτομο υδρογόνου περιλαμβάνει δεσμό ηλεκτρονίου σε κάθε πρωτόνιο. Στην αντιύλη, όμως, ο «καθρέφτης» του ηλεκτρονίου –το ποζιτρόνιο– είναι συνδεδεμένο με αντιπρωτόνιο. Μαζί, τα δύο σωματίδια αυτά σχηματίζουν ένα ουδέτερο αντι-άτομο.
Ιδιαίτερα δύσκολο
Εργαστήρια στοιχειωδών σωματιδίων –όπως αυτό του CERN– μπορούν σχετικά εύκολα να δημιουργήσουν μόρια αντιύλης, αν και ο εγκλωβισμός τους για σημαντικό χρονικό διάστημα ήταν πάντα ιδιαίτερα δύσκολος, καθώς τα άτομα αντιύλης εξουδετερώνονται άμεσα μόλις έρθουν σε επαφή με δοχεία, κατασκευασμένα από συμβατική ύλη.
Το πρόγραμμα Alpha, όμως, δημιούργησε κατεψυγμένη, κενή «μαγνητική φιάλη», που επιτρέπει στην επιστημονική ομάδα να εγκλωβίσει μόρια αντι-υδρογόνου, παρατείνοντας τον χρόνο ζωής τους, ώστε να καταστεί δυνατή η μελέτη τους. Αν και ο χρόνος αυτός δεν ξεπερνούσε αρχικά τα μερικά κλάσματα του δευτερολέπτου, η επιστημονική ομάδα πέτυχε να τον προεκτείνει κατά 5.000 φορές. Η σημασία του πειράματος αφορά την ικανότητα των επιστημόνων να επιτύχουν τη στάση των μορίων αντιύλης.
Σε διέγερση
«Αν σκεφτείτε το άτομο σαν μικρό πλανητικό σύστημα με το ηλεκτρόνιο να περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα, ή στην περίπτωσή μας το ποζιτρόνιο να περιστρέφεται γύρω από το αντι-πρωτόνιο, η θέση στάσης είναι εκείνη στην οποία το ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο βρίσκεται πιο κοντά στον πυρήνα. Οταν το ποζιτρόνιο έχει απομακρυνθεί από τον πυρήνα, το μόριο βρίσκεται σε διέγερση, φέρει μεγαλύτερο ενεργειακό φορτίο και η μελέτη του είναι δύσκολη», εξηγεί ο δρ Χανγκστ.
Η ομάδα σχεδιάζει τώρα να χρησιμοποιήσει συσκευές μικροκυμάτων, ώστε να μελετήσει την εσωτερική δομή των ατόμων αντι-υδρογόνου, ενώ θα ήθελαν να δουν πώς τα άτομα αντιύλης αντιδρούν σε πεδία βαρύτητας, όπως αυτά που υπάρχουν στο «συμβατικό» μας Σύμπαν. Το τελευταίο αυτό πείραμα θα απαιτήσει χειρισμούς ακριβείας με ακτίνες λέιζερ και ακόμη ψυχρότερες συνθήκες. «Το βασικό μας ερώτημα είναι ιδιαίτερα απλό: η ύλη και η αντιύλη υπακούουν στους ίδιους κανόνες της Φυσικής; Αν και απλό, το ερώτημα είναι κρίσιμο και θεμελιώδες», λέει ο δρ Χανγκστ.
Προϋπόθεση
«Η θεωρία του Μπιγκ Μπανγκ προϋποθέτει την ύπαρξη ίσων ποσοτήτων ύλης και αντιύλης στην απαρχή του Σύμπαντος. Γνωρίζουμε, όμως, ότι κάτι λείπει από τη σημερινή μας ερμηνεία του Σύμπαντος, χωρίς ωστόσο να ξέρουμε τι ακριβώς είναι αυτό. Κάθε φορά λοιπόν που δημιουργούμε αντιύλη, πρέπει να την εξετάζουμε πολύ προσεκτικά για να δούμε αν θα ανακαλύψουμε κάτι νέο», καταλήγει ο δρ Χανγκστ.

Πηγές πληροφοριών: "Wikipedia" και εφημερίδα Καθημερινή.