15 минут с антивеществом

Ученые в Лаборатории физики высоких энергий (CERN — ЦЕРН) в Женеве впервые смогли удерживать в ловушке созданное ими антивещество в течение более 15 минут. Это позволяет изучать свойства антиматерии, что до недавнего времени было невозможно.

Что такое антивещество и антимир? Что-то из области фантастики... В научно-фантастических книгах и фильмах с этим связывают нечто, что затягивает и уничтожает материю. И это недалеко от истины, ибо при соединении материи и антиматерии происходит аннигиляция — взаимное уничтожение с выделением огромной энергии.

Сообщение из Женевы пришло в мае этого года: на местном ускорителе элементарных частиц физикам удалось удерживать в ловушке атомы антиводорода в течение более 1000 секунд. Это те же ученые, которые в прошлом году с помощью сильного магнитного поля удерживали 38 атомов антиводорода в течение всего 172 миллисекунд. И вот сейчас им удалось "загнать" в ловушку 309 атомов антиводорода на целых 1000 секунд!

Джеффри Хангст из датского университета в Аархуса, который руководил экспериментами, объяснил в интервью корреспондентам, что цели ученых достаточно простые: они хотят понять, как движется антивещество, каковы его свойства. Теперь, когда у них не 38 атомов антиводорода, а целых 309, это сделать гораздо легче, так как данные будут усреднены по большому числу "особей" и поэтому более достоверны.

Впервые об антивеществе заговорил британский физик Поль Дирак в 1930 году, который с помощью этого понятия пытался примирить квантовую механику и теорию относительности Эйнштейна. Частицы материи и антиматерии ничем не отличаются друг от друга, за исключением того, что они имеют противоположный электрический заряд. Электрон заряжен отрицательно, а его античастица — позитрон — положительно. Но у обеих частиц одинаковая масса. Аналогично соотносятся между собой протон и антипротон

Когда частица встречает свою античастицу, происходит аннигиляция и выделяется энергия. Если 1 кг антиматерии соприкоснется с 1 кг материи, то последует взрыв, сила которого достигнет 43 мегатонн в тротиловом эквиваленте — это в 3 тысячи раз больше, чем мощность атомной бомбы, взорвавшейся в Хиросиме.

Но группа Джеффри Хангста, к счастью, не занимается созданием мощного оружия массового поражения, а всего лишь изучает неизвестные и загадочные свойства антивещества. Водород — это протон и вращающийся подобно спутнику вокруг него электрон. Антиводород — это антипротон и вращающийся вокруг него позитрон. Для ученых важно ответить на вопрос: почему в нашей Вселенной есть вещество, но нет антивещества? Ведь законы физики и для вещества, и для антивещества — идентичны, и, казалось бы, во время сотворения Вселенной, в период так называемого "Большого взрыва", должны были образоваться равные количества вещества и антивещества. Но возникло только вещество, а антивещество не было создано. Космологи, однако, полагают, что в действительности какое-то количество антивещства при сотворении мира было создано, но произошла его аннигиляция с веществом, которого было больше.

Почему так произошло — не понятно. Возможно, ученые из ЦЕРН смогут ответить хоть на малую долю возникающих вопросов.