Antianyag "tömeggyártásban"

Európai tudósok elegendő antihidrogént - egyfajta antianyagot, ami a képzeletben a Star Trek űrhajóit is hajtja - állítottak elő, hogy teszteljék az univerzum széles körben elismert modelljét.

Bár már előzőleg is állítottak elő antihidrogént, a CERN részecske gyorsítójában készült több mint 50.000 atom "messze a legnagyobb mennyiség", mondta Jeffrey Hangst, az ATHENA együttműködés vezetője, mely egyike annak a két fizikuscsoportnak, akik a CERN-ben az antihidrogénen dolgoznak.

Az antianyag megismerése és manipulálása egyike a tudomány legnagyobb versenyt jelentő és legezoterikusabb területeinek. Nem minden atomfizikus - még a CERN-en belül sem - ért egyet az új felfedezéssel. A CERN másik, ATRAP együttműködésének szóvivője hangot adott kétségeinek a legutóbbi kísérlet sikere felől. Az ATHENA az antihidrogén két atomi részecskéjének, a pozitron és az antiproton egyidejű megsemmisülésének jeleire alapoz, hogy bebizonyítsa előállításuk tényét, mondta az ATRAP szóvivője Gerald Gabrielse, a Harvard fizikusa.

"Tapasztalataink arra figyelmeztetnek, hogy az egyidejű pozitron- és antiproton-megsemmisülés megfigyelése nem garantálja az antihidrogén tényleges előállítását" - összegzett.

Az ATHENA kutatói, akik a Nature csütörtöki számában publikálták munkájukat, még több antihidrogén előállítását tervezik, ezáltal tesztelve a Standard Modellt, azokat az egyenleteket, melyek az anyag és az energia természetét magyarázzák.

Ha az antihidrogén nem ugyanúgy viselkedik, mint a normál hidrogén "akkor lehet, hogy a tankönyveket újra kell írni", mondta Hangst, aki a CERN mellett a dán Aarhus Egyetem fizikusa. "Az annyit jelentene, hogy valami alapvető dolgot elnéztünk a természet működésével kapcsolatban" - mondta. "Egy ilyen felfedezés ugyan nem segít egy jobb számítógép vagy TV építésében, azonban fényt deríthet, miért egy ilyen univerzumban élünk."

Az antianyag a hagyományos tükörképe ellentétes tulajdonságokkal, ami megsemmisül, ha anyaggal ütközik, mindkettőt elektromágneses sugárzássá alakítva. A tudósok szerint ez a folyamat döntő fontosságú volt az univerzum heves kialakulásában évmilliárdokkal ezelőtt.

Hogy miért termelődik olyan kevés antianyag a természetben, az mind a mai napig a fizikusok nagy dilemmája. A kozmikus sugárzás zuhatagában és a távoli galaxisok magjaiban is csak elenyésző szintet észleltek. Előállítása a laboratóriumokban is bonyolult, leginkább a CERN és az amerikai Fermilab hatalmas részecskegyorsítói szakosodtak erre. Pár évvel ezelőtt, az első kísérletek során csak néhány tucat rövid életű antianyag-részecskét sikerült előállítani. A hidrogén egy proton körül keringő elektronból áll. Az antihidrogén ennek pontos ellentéte, egy pozitron - pozitív töltésű elektron - kering egy antiproton, vagy negatív töltésű proton körül.

Az ATHENA kutatói legutóbbi kísérletükben a CERN gyorsítójával antiprotonokat állítottak elő, majd elektromágnesesen foglyul ejtették azokat egy vákuumkamrában. Eközben egy radioaktív forrással pozitronokat állítottak elő, melyeket egy másik "csapdában" tartottak. Végül az antiprotonokat a pozitronokhoz adagolták, ahol a kettő egyesüléséből antihidrogén jött létre. "Az antianyag rövid életű volt: amint normál anyagba ütközött, megsemmisült" - mondta Hangst, hozzátéve, hogy az érzékelők rögzítették az antianyag megsemmisülésének egyedi jeleit. David Christian a Fermilab tudósa elismerte az ATHENA munkáját.

"Sok nagy lépést kell még megtenniük, de ez a mostani nagyon nagy volt" - mondta Christian. Gabrielese szerint azonban a közeli jövőben megjelenő publikációjuk be fogja bizonyítani, hogy kollégái tévedtek.

Az ATHENA azonban számos kísérletet tervez a Standard Modell kipróbálására, lézerrel gerjesztve az antihidrogént, hogy megfigyelhessék, mi történik, amikor az atom pozitronja egyik pályáról a másikra ugrik. Ezenkívül tanulmányozni akarják a gravitáció hatását is az antihidrogénre. Egyesek szerint az antianyag "felfelé esik", de a legtöbb tudós nem hisz ebben.

Egy antianyaggal működő űrhajó vagy fegyver továbbra is a fantasztikum kelléke marad, az antiprotonokhoz tízmilliárdszor annyi energia szükséges, mint amennyit az termel. Például a CERN-ben évente előállított antianyag mindössze 15 percig lenne képes energiával ellátni egyetlen 100 wattos égőt.