Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) продолжает эксперименты с использованием ускорителей частиц. На этот раз ученые хотят провести очередные исследования антиматерии. В данном случае речь идет о влиянии гравитации. Ведь если предположить, что вещество и антивещество имеют одну и ту же массу и почти одинаковые физические свойства, то и гравитация должна действовать на них одинаково.

Несмотря на столь очевидные выводы, на практике они не проверялись ни разу. И именно это хотят сделать физики из CERN, проведя сразу 2 эксперимента, которые могут подтвердить (или не подтвердить) некоторые существующие теории.

Первый эксперимент получил название Альфа-G. В нем будут использоваться нейтральные атомы антиводорода. Этот «антиатом» получается путем соединения антипротонов из антипротонного замедлителя с позитронами. В результате и получается антиводород. Он имеет такую же массу, спектроскопию, магнитный момент и другие показатели, присущие «нормальному» водороду, но имеют и отличия, которые и делают его антивеществом, например, антикварки вместо обычных кварков. Однако когда антиводород входит в контакт с обычным веществом, его составляющие быстро аннигилируют. Именно на этом и будет завязан опыт.

Антиводород будет находится в своеобразной магнитной ловушке в особой вертикально расположенной установке. После отключения магнитного поля, которое удерживает антиводород, на него, очевидно должны подействовать силы гравитации и «обычные» частицы, которые приведут аннигиляции атома. Именно точку, в которой произойдет аннигиляция физики и хотят зафиксировать. После этого можно будет сравнить воздействие сил гравитации на атом антиводорода с воздействием этих сил на атом нормального водорода и в целом больше узнать о влиянии гравитации на антиатомы.

Монтаж установки для эксперимента Альфа-G в зале антипротонных замедлителей СERN

Второй эксперимент называется GBAR и использует практически тот же подход, но для создания антиводорода будут взяты антипротоны, поставляемые кольцом замедления ELENA и позитроны, производимые небольшим линейным ускорителем. После этого полученное соединение будет охлаждено до сверхнизкой температуры (около 10 микрокельвинов) и облучено лазерами. Они лишат соединение одного позитрона, превратив его в нейтральный антиатом, который «выпадет» из ловушки и уже здесь подвергнется действию гравитации, за чем и будут наблюдать ученые.

Как говорят исследователи: «Мы надеемся, что у нас будет шанс сделать первые измерения воздействия гравитации на антиматерию. Но это гонка со временем, так момент фиксации будет крайне мал и нам нужно очень четко зафиксировать поведение античастиц.»