O "captura" de antimaterie, reusitt în laboratoarele de la Geneva, da oamenilor de stiinta speranta ca vor putea rezolva unul dintre cele mai mari mistere din fizica: disparitia antimateriei.
Unul dintre cele mai fascinante mistere din fizica de astazi este cel al disparitiei antimateriei din Univers. Recent, în cadrul experimentului ALPHA de la laboratorul CERN de la Geneva, cercetatorii au reusit sa genereze si sa prinda în capcana atomi de antimaterie pentru mai bine de 1000 de secunde, un record.
În romanul “Îngeri si Demoni”, al lui Dan Brown, este folosit termenul de antimaterie. Autorul prezinta antimateria drept un adevarat pericol, întrucât ar putea produce, prin anihilare cu materia, o explozie deosebit de puternica.
Ca sa întelegem ce este antimateria vom porni însa de la întrebarea: din ce este compusa lumea ce ne înconjoara si, de ce nu, chiar noi? Din molecule, care la rândul lor sunt alcatuite din atomi. Atomii sunt constituiti dintr-un mic nucleu central ce contine protoni si neutroni, în jurul caruia orbiteaza electroni. Protonii au sarcina electrica pozitiva in timp ce eletronii, care au masa de circa 1800 de ori mai mica decât protonii, au sarcina electrica negativa.
Ei bine, antimateria este alcatuita din asa-numitele antiparticule, adica particule care au aceeasi masa cu particulele care formeaza materia "normala", însa sarcina electrica opusa. Avem astfel antiparticule ale electronilor, numite pozitroni, care au sarcina electrica pozitiva, si antiprotoni cu sarcina electrica negativa. Aceste antiparticule se pot combina si da nastere la atomi de antimaterie; cel mai simplu exemplu este cel al antihidrogenului, care este alcatuit dintr-un antiproton si un pozitron.
De ce este asa de interesant si important studiul antimateriei? În primul rând pentru a întelege daca legile din lumea antimateriei sunt aceleasi cu cele care guverneaza lumea materiei. La ora actuala se stie ca nu este chiar asa – exista anumite diferenae subtile între lumea materiei si cea a antimateriei, diferente care ar fi putut avea drept consecinta disparitia antimateriei din Univers.
Într-adevar, Universul pare compus doar din materie, ceea ce este oarecum bizar, deoarece teoria Big Bangului spune ca în momentul acestui eveniment cantitatile de materie si de antimaterie generate ar fi fost egale. Atunci unde este antimateria? Cum de nu o observam în Univers? Facem o mica paranteza sa precizam cum ar putea fi observata antimateria în Univers: ar putea exista de exemplu galaxii compuse din antimaterie. În acest caz îns?, la zona de contact între o galaxie de materie ?i una de antimaterie ar avea loc o emisie enorma de energie în urma anihilarii antimateriei cu materia.
Procesul de anihilare este ceea ce se întâmpla când particule de materie se întâlnesc cu cele de antimaterie si, în urma conservarii energiei, materia (masa) se transforma în energie (de exemplu în fotoni). Deci ar trebui sa observam regiuni în Univers la granita între materie si antimaterie, unde se genereaza o cantitate enorma de energie. Noi nu observam însa asa ceva niciunde în Univers, asa ca oamenii de stiinta au tras concluzia ca antimateria a disparut cumva din Univers. Acest fapt s-ar fi putut petrece daca legile de evolutie ale materiei si ale antimateriei sunt diferite....si este exact ceea ce fizicienii au vazut în experimentele efectuate la acceleratoare de particule, unde au produs atât particule, cât si antiparticule. Exista diferente, de exemplu, între particulele care se numesc kaoni si antiparticulele corespunzatoare (antikaoni).
Totusi, misterul nu a fost complet rezolvat, deoarece la ora actuala diferenta masurata dintre lumea materiei si cea a antimateriei nu este suficienta pentru a explica diparitia completa a antimateriei din Univers. Este unul dintre motivele care au dus la nasterea unor noi experimente dedicate studiului antimateriei, cum ar fi experimentul ALPHA de la CERN, Geneva, care studiaza antihidrogenul. Formarea si mentinerea în viata a antimateriei este însa extrem de dificila deoarece aceasta trebuie izolata (în vid) fata de materie, altfel s-ar anihila.
ALPHA a anuntat recent ca a reusit sa mentina în viata (o capcana magnetica) circa 300 de atomi de antihidrogen pentru 1000 de secunde, deci cam 16 minute. Ceea ce este un adevarat record, deoarece intervalul de timp este de trei mii de ori mai lung decât precedentul record (obtinut tot de ALPHA anul trecut)!
Obiectivul final este formarea unui numar suficient de atomi de antihidrogen care sa fie mentinuti în viata pentru un timp suficient de lung. Astfel, ar fi permis studiul comportamentului antimaterei (simetria CPT).vezi www.evz.ro
