Предложен новый метод измерения воздействия гравитации на антиматерию

Согласно теории барионной асимметрии, обычного вещества во Вселенной значительно больше, чем антивещества. Из-за малых количеств антиматерию трудно обнаружить и изучить, и потому физикам до сих пор неизвестны все её свойства.

К примеру, реакция частиц антивещества на гравитацию по-прежнему не изучена до конца. Казалось бы, достаточно всего лишь "подбросить" в воздух некоторое количество антиматерии и посмотреть, упадёт оно, поплывёт ли вверх или же замрёт на месте. Тем не менее, таких экспериментов не ставится по двум причинам.

Первая причина заключается в том, что антиматерия крайне редка в природе и собрать достаточное её количество, чтобы проследить за падением, не представляется возможным. Вторая причина — это соображения экономии: известно, что антиматерия аннигилирует при контакте с обычным веществом, поэтому её трудно собирать, хранить и проводить над ней эксперименты.

Команда физиков из университета Калифорнии в Беркли недавно сообщила, что их новый метод поможет преодолеть обе вышеперечисленные проблемы и позволит определить реакцию атомов антивещества на гравитационное воздействие.

Идея заключается в использовании атомов антиводорода, подобных тем, что производятся в ЦЕРНе со скоростью один атом за 15 минут. Частицы охладят до одного градуса выше абсолютного нуля и загонят в интерферометр при помощи лазеров. Из-за экстремально низких температур поведение атомов антиматерии изменится, и они будут больше напоминать волны, чем отдельные частицы. Определив, как волны взаимодействуют друг с другом, можно будет понять, как на них действует гравитация.

Физики также предположили, что из-за слишком малого количества атомов антиводорода в эксперименте, было бы разумнее использовать магниты для загона частиц в интерферометр: таким образом каждый атом можно будет измерить по несколько раз, а не группу атомов, но один раз.

Пока что эта технология находится на стадии расчётов, ведь на её осуществление потребуется много средств (демонстрационную установку возведут в Беркли, она будет работать с обычным водородом). Авторы исследования отмечают в своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, что таким образом точность влияния гравитации на антиматерию может быть измерена до 1%, при этом показатель возрастёт в 10 тысяч раз после последующих корректировок эксперимента.

Важность получения этой информация обусловлена сразу двумя аспектами. Во-первых, учёным необходимо расширить свои знания о природе антивещества, в частности отличие в его поведении в сравнении с веществом. Впоследствии эта информация поможет разгадать парадокс преобладания обычной материи над антиматерией. А во-вторых, этот эксперимент поможет узнать больше и о самой гравитации и, возможно, однажды приоткроет её квантовую природу, если таковая существует.