Каждой частице обычной материи соответствует частица антиматерии, идентичная во всем, кроме заряда. Это значит, что если материя и антиматерия соприкасаются, они аннигилируют друг друга во вспышке энергии — и не позволяют ученым провести исследования. Специалистам ЦЕРНа впервые удалось поймать частицу антиматерии в 2010 году, всего лишь на долю секунды. Уже в следующем году они смогли удерживать ее до 16 минут.
Согласно гипотезе, частицы антиматерии должны следовать тем же законам, что и их противоположности, в противном случае Стандартную модель придется пересмотреть. Несколько лет назад команда из ЦЕРНа поймала и исследовала оптический спектр антиводорода — и с облегчением обнаружила, что он идентичен водороду.
Другой фундаментальный вопрос, на который позволит ответить античастица, — реагирует ли антиматерия на гравитацию тем же образом, что и обычная материя?
Опять же, гипотеза утверждает, что должна, но существует шанс, приблизительно один на миллион, что на самом деле она будет «падать» не вниз, а вверх. И теперь ЦЕРН готов проверить это в ходе двух экспериментов.
В обоих случаях, после создания антиматерии ученые отключат электромагнитные ловушки, а затем изучат, в каком именно месте камеры происходит аннигиляция. Это позволит им измерить воздействие гравитации и понять, есть ли какие-то расхождения с теорией, пишет New Atlas.
Отличаются два эксперимента тем, каким образом антиматерия будет создана и подготовлена к падению. В первом случае получить антиматерию ученым поможет уже имеющееся оборудование ALPHA: источником античастиц станет замедлитель антипротонов (AD), которые будут соединены с позитронами для создания атомов антиводорода.
Второй способ — GBAR — состоит в получении антипротонов из накопительного кольца ELENA и соединении их с позитронами из небольшого линейного ускорителя. Вместе они дадут ионы антиводорода, которые будут охлаждены до 10 микрокельвинов, а позитроны будут удалены при помощи лазера. В результате также получится нейтральный антиводород.
На подготовку обоих экспериментов у ученых остается не так много времени — в конце 2018 года ускоритель частиц ЦЕРНа закроется на два года для проведения работ по модернизации.
Осенью ученые ЦЕРНа сообщили об обнаружении двух новых элементарных частиц, предсказанных стандартной кварковой моделью. Они принадлежат к разновидности прелестных барионов. Третья частица, следы которой они засекли, может быть тетракварком.
