Molekuly z hmoty a antihmoty vytvorené

13.9.2007 13:32:33 | Q
Nature | Počet zobrazení: 4196x

Umelé atómy vytvorené z ničiacich sa častíc sa dokážu spáriť.

 

Dva roky po uvedení prvých provokatívnych dohadov o možnom spojení hmoty a antihmoty, našli výskumníci z Kalifornie presvedčivý dôkaz vytvárania párov.

David Cassidy a Allen Mills z Kalifornskej univerzity tvrdia, že našli molekulu v ktorej boli dva pozitróny – častice antihmoty súvisiace s elektrónmi – spojené s elektrónmi. Táto hybridná látka sa nazýva molekulárne pozitrónium, označuje sa PS2.

Pretože elektróny a pozitróny majú opačný náboj rovnakej veľkosti, môžu sa spojiť vďaka elektrickému priťahovaniu rovnako ako elektrón obieha okolo protónu v bežných atómoch vodíka.

Teoreticky by malo byť možné, aby atómy tvorené elektrónom a pozitrónom vytvárali väčšie molekuly, rovnako ako atómy vodíka vytvárajú jeho molekulu H2. Pretože pomer hmotností pozitrónu a protónu je 1 ku 1836, molekuly pozitrónia sú oveľa ľahšie ako molekuly vodíka.

PS2 je ale zvláštna vec. Miesto toho, aby sa dva stabilné atómy spojili do molekuly, štyri tvoriace častice okolo seba chaoticky krúžia.

Tieto molekuly je len veľmi ťažké pozorovať, pretože hmota a antihmota sa navzájom ničia, pri čom produkujú energiu vo forme gama žiarenia. Izolované vo vákuu prežijú atómy pozitrónia menej ako milióntinu sekundy, kým sa sami nezničia.

Cassidy a Mills zistili, že ak nazhromaždia dostatok pozitrónia, niektoré „pseudoatómy“ by sa mohli spojiť pred tým ako zaniknú. Ak by sa tak stalo, pri zániku molekuly by vzniklo iné gama žiarenia, ktoré by ju charakterizovalo.

Preto sa so zhlukom pozitrónov pokúsili vytvoriť pomocou pórovitého kremičitého skla, na ktorom zachytávali elektróny, molekulu PS2.

Vzájomné zničenie elektrónu a pozitrónu v molekule PS2 malo byť prudšie ako v samotných atómoch, pretože väzba zvyšuje šancu kolízie. A pri nižších teplotách by mala mať zmes viac molekúl, lebo nízka teplota zvyšuje ich stabilitu. Preto by malo byť gama žiarenie pri ochladení zmesi intenzívnejšie. A to je presne to, čo vedci pri pokuse pozorovali.

Podľa vedcov prispeje každé ďalšie štúdium antihmoty k riešeniu jednej z najzarážajúcejších otázok fundamentálnej fyziky: prečo je vo vesmíre oveľa viac hmoty ako antihmoty?

originál článku