یک مطالعه جدید نشان داد که ماده و پادماده تحت تأثیر گرانش به یک شکل رفتار می کنند که دانشمندان را در مورد اینکه چه چیزی این دو را متفاوت می کند عاقل تر نمی کند.
ضد ماده چیز گیج کننده ای است که در طول انفجار بزرگ به همراه ماده عادی ایجاد می شود. این یک آینه عملاً عادی از ماده است - دقیقاً یکسان است، فقط با بار الکتریکی مخالف. برای هر پروتون باید یک پاد پروتون و برای هر الکترون یک پادالکترون وجود داشته باشد که به آن پوزیترون نیز می گویند.
وقتی پادماده با ماده برخورد می کند، این دو یکدیگر را از بین می برند و در این فرآیند انرژی ایجاد می کنند. حداقل این چیزی است که آزمایشات با شتاب دهنده های ذرات پیشرفته نشان می دهد. در تئوری، باید مقادیر مساوی از پادماده و ماده در جهان وجود داشته باشد که یکدیگر را خنثی می کنند و منجر به وجود مطلقا هیچ چیز نمی شود.
اما چیزی که در واقع داریم، جهانی است که از ماده با پادماده بسیار کمی تشکیل شده است. به همین دلیل است که دانشمندان مشتاق هستند تا در مورد برادر گمشده ماده بیشتر بیاموزند، تا بفهمند چرا ماده زنده مانده و پادماده نه، که در نهایت به وجود ما منجر شد. پادماده همچنین به خوبی با مدل های نظری که سعی در توضیح فیزیک زیربنایی جهان دارند، نمی گنجد.
متصل: راز تاریک جهان: همه پادماده کجا رفتند؟
آزمایشی که اخیراً در سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای (معروف به مخفف فرانسوی آن، CERN) در سوئیس انجام شد، نشان می‌دهد که برهمکنش‌های ماده و پادماده با گرانش، نیروی اصلی محرک بسیاری از فرآیندها در جهان، چیزی نیست که آنها را متمایز کند.
در آزمایش‌هایی که بیش از 18 ماه در کارخانه ضد ماده سرن انجام شد (بله، چنین مکانی وجود دارد)، دانشمندان دریافتند که ماده و ذرات پادماده با گرانش به یک روش با دقت 97 درصد واکنش نشان می‌دهند.
دقیقا چگونه اندازه گیری کردند؟ آنها از وسیله ای به نام تله پنینگ استفاده کردند که به نام فیزیکدان اوایل قرن بیستم فرانس پنینگ نامگذاری شد. این دستگاه می‌تواند ذرات باردار را در یک میدان مغناطیسی ذخیره کند و باعث چرخش آنها در فرکانس‌هایی شود که با شدت میدان مغناطیسی و نسبت بار به جرم ذره مطابقت دارد.
محققان آنتی پروتون ها و یون های هیدروژن با بار منفی (به عنوان جایگزینی برای پروتون ها) را به دستگاه تغذیه کردند و نحوه چرخش آنها را اندازه گیری کردند. محققان در بیانیه ای اعلام کردند که این آزمایش نتایجی را به همراه داشت که چهار برابر دقیق تر از آنچه قبلاً به دست آمده بود بود.
از آنجایی که این آزمایش روی زمین انجام شد، ذرات تحت تأثیر گرانش سیاره قرار گرفتند. دانشمندان می گویند اگر برهمکنش ذرات و پادذرات با گرانش متفاوت بود، اندازه گیری ها نتایج متفاوتی به دست می دادند.
استفان اولمر، فیزیکدان دانشگاه، می گوید: «دقت برهم کنش گرانشی به دست آمده در این مطالعه با هدف دقت برهمکنش گرانشی بین پادماده و ماده، که سایر گروه های تحقیقاتی قصد دارند با استفاده از اتم های ضدهیدروژن در حال سقوط آزاد اندازه گیری کنند، قابل مقایسه است. موسسه تحقیقاتی RIKEN ژاپن که آزمایش سرن را رهبری کرد، در بیانیه آمده است. اگر نتایج مطالعه ما با نتایج سایر گروه ها متفاوت باشد، می تواند به طلوع یک فیزیک کاملاً جدید منجر شود.
به نظر می رسد هنوز باید منتظر باشیم تا بفهمیم چه چیزی ماده و ضد ماده را متفاوت می کند.
این مطالعه در مجله Nature در روز چهارشنبه (5 ژانویه) منتشر شد.
ترزا پولتارووا را در توییتر دنبال کنید @ ТерезаПултарова. ما را دنبال کنید در توییتر @Spacedotcom و غیره فیس بوک.