Антивещество, как противоположность вещества, состоит из античастиц, совпадающих по массе с обычными частицами, но с противоположным зарядом. При встрече они аннигилируются, а их общая масса преобразуется в чистую энергию. Насколько известно науке, антивещество не встречается в природе, но может быть создано в лабораторных условиях, например, в ЦЕРН. Но ученые считают, что спустя 10 миллиардных секунды после Большого взрыва во Вселенной было полно антивещества. Тогда Вселенная была настолько горячей и плотной, что энергия и масса были практически равноценными. Новые частицы и античастицы создавались и взаимно уничтожались безостановочно, высвобождая все больше энергии.
Через несколько долей секунды, по неизвестным причинам вещество победило антивещество. Его оказалось больше, что вызвало мгновенную аннигиляцию антивещества во Вселенной. Когда она расширилась, температура начала падать, пока не снизилась настолько, что стало слишком холодно, чтобы создавать новые частицы и античастицы. А из всего, что пережило этот катаклизм, возникли звезды, планеты и галактики.
Когда Альбрет Эйнштейн создавал Общую теорию относительности, частицы антивещества еще не были открыты. По ОТО, все частицы должны одинаково реагировать на силу гравитации. Но некоторые физики задавались вопросом, может ли антивещество отталкиваться гравитацией. С тех пор предсказания Эйнштейна были многократно подтверждены непрямыми измерениями, но до сих пор не было получено результатов прямых наблюдений, рассказывает Ars Technica.
Антиводород электрически нейтрален, поэтому может быть идеальной пробной частицей, ведь электромагнитная сила намного сильнее гравитационной. Ученые из коллаборации ALPHA смогли получить и поймать его в магнитную ловушку, чтобы произвести необходимые измерения. Для этого они разработали новый экспериментальный аппарат: высокую цилиндрическую вакуумную камеру с магнитной ловушкой, силу магнитного поля которого можно менять. Постепенно снижая его силу, пока антиводород не начал убегать из ловушки, физики измерили, сколько атомов смогло вырваться наружу, двигаясь наверх или вниз.
Повторив этот эксперимент множество раз, меняя силу магнитного поля внизу и вверху аппарата, ученые смогли исключить вероятность ошибки в измерениях. Результат показал: 80% антиводорода аннигилировалось внизу камеры. Так же вели бы себя обычные атомы водорода в аналогичных условиях. Так что Эйнштейн снова оказался прав.
Следующий этап эксперимента — сделать его еще более чувствительным, чтобы измерить скорость падения вниз частиц антивещества. Скорее всего, она совпадет со скоростью падения вещества, но если нет, то это станет поразительным указанием на новую физику.
Команда физиков из США, Германии и Швеции разработала в 2021 году относительно простой способ производства антиматерии при помощи двух лазеров, направленных друг на друга. Столкновение двух лучей воспроизводит условия, близкие к тому, что происходит в нейтронной звезде, когда свет преобразуется в вещество и антивещество.
