Primul fascicul de antimaterie din lume produs de Asacusa la CERN Geneva

La CERN Geneva în cadrul colaborării Asacusa a fost produs primul fascicul de antimaterie din lume. Este un pas extrem de important atât pentru studiul legilor fundamentale ale universului cât şi pentru dezvoltarea unor noi tehnologii.

La laboratorul CERN de la Geneva nu se studiază doar bosonul Higgs sau materia întunecată, ci şi multe alte aspecte ale fizicii moderne. Printre acestea la loc de cinste este studiul antimateriei, în încercarea de a stabili dacă aceasta se comportă la fel ca şi materia sau în mod diferit.

Studiul acesta  este extrem de important întrucât ne-ar ajuta să înţelegem mai bine primele clipe de viaţă ale Universului a€“ imediat după Big Bang. Cum una ca asta? Teoria actuală susţine că în momentul Big Bang-ului a luat naştere un număr egal de particule şi de antiparticule; la oră actuală însă, în Univers nu există urme ale antimateriei! Unde a dispărut? O posibilă explicaţie ar fi că legile fizicii în lumea antimateriei ar putea fi diferite de cele din lumea materiei. O asimetrie! Aşa ceva a fost deja descoperit pentru anumite particule (cum ar fi kaonii, formaţi din cuarci), însă, în prezent, nu putem spune că am înţeles pe deplin acest mecanism, eventuala totală dispariţie din Univers a antimateriei rămânând încă un mister.

Este deci extrem de important să reuşim să producem şi să studiem această antimaterie în laborator. Generarea antimateriei este însă dificilă - “ întrucât la întîlnirea dintre particule şi antiparticule are loc imediat anihilarea acestora. Ca să putem realiza şi studia antimateria trebuie să o izolăm bine de materie. Au fost puse la punct în ultimii ani o serie de tehnici complicate în cadrul cărora sunt folosite configuraţii de câmpuri electrice şi magnetice care reuşesc să ţină izolată antimateria de materie, cel puţin pentru o scrută durată de timp. Până la ora actuală însă nimeni nu a reuşit realizarea unui adevărat fascicul de antimaterie!

Într-un articol publicat zilele acestea în Nature Communications colaborarea ASACUSA prezintă o realizare extrem de importantă: cercetătorii care fac parte din această colaborare au reuşit să genereze şi să transporte un fascicul ce conţinea 80 de atomi de anti-hidrogen la circa 2.7 metri faţă de locul unde aceşti atomi au fost generaţi. Atomii de anti-hidrogen sunt alcătuiţi dintr-un antiproton şi un antielectron (numit şi pozitron). Antiprotonul are sarcină electrică negativă, iar pozitronul o sarcină eletrica pozitivă.

Această realizare este extrem de importantă, întrucât a reuşi transportarea atomilor de antimaterie departe de locul unde au fost generaţi permite studiul lor fără perturbaţiile induse de câmpurile magnetice utilizare pentru a-i crea.
 
În viitor obiectivul este de a genera un număr foarte mare de atomi de antimaterie şi a-i studia pentru a înţelege dacă se comportă precum materia sau în mod diferit.

La rândul lor tehnologiile utilizate ar putea avea un rol extrem de important: poate vom ajunge peste câteva generaţii să folosim motoare care funcţionează cu antimateria! Acest proces (anihilarea) eliberează o energie mult mai mare decât cea nucleară de exemplu! Evident, la oră actuală este greu de imaginat un astfel de motor. Acum 100 de ani însă, folosirea energiei solare în panourile fotovoltaice era la fel de greu de imaginat!

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro