ปฏิสสารอยู่ที่นี่เพื่ออยู่

นักวิจัยเข้าใกล้ฉากAngels & Demonsมากขึ้นอีกก้าวหนึ่งซึ่งฝันโดยนักเขียนนวนิยาย Dan Brown ซึ่งนักบวชอันธพาลพยายามทำลายวาติกันด้วยขวดที่เต็มไปด้วยปฏิสสารอะตอมของแอนติไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นภายในเครื่องตรวจจับนี้ที่ห้องปฏิบัติการ CERN มีชีวิตอยู่เพียงเสี้ยววินาทีก่อนที่จะถูกทำลายล้าง© NIELS MADSEN/ALPHA/CERNในความเป็นจริง ปริมาณของปฏิสสารที่สร้างขึ้นจนถึงปัจจุบันจะไม่ปล่อยพลังงานมากพอที่จะให้ความร้อนแก่หม้อกาแฟ แต่นักฟิสิกส์ที่ CERN ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อนุภาคของยุโรปใกล้เจนีวา ได้สร้างและกักเก็บอะตอมของแอนติไฮโดรเจนไว้หลายสิบอะตอมไว้ภายในเสี้ยววินาที ซึ่งยาวนานกว่าที่เคยเป็นมา

งานนี้ซึ่งรายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน

ในNatureเป็นก้าวสำคัญในการทำให้ปฏิสสารติดอยู่นานพอที่จะสามารถศึกษาว่าปฏิสสารแตกต่างจากสสารทั่วไปอย่างไร

“ในอีก 10 ปีข้างหน้า ผู้คนจะลืม Dan Brown แต่เราจะอยู่ในตำรา” โฆษกทีม Jeffrey Hangst นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Aarhus ในเดนมาร์กกล่าว

ปฏิสสารซึ่งทำนายการมีอยู่ของนักฟิสิกส์ Paul Dirac ในปี 1931 ทำจากอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับสสารธรรมดา เช่นเดียวกับอะตอมของไฮโดรเจนที่ทำจากโปรตอนที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ อะตอมของแอนติไฮโดรเจนก็ประกอบด้วยแอนติโปรตอนที่มีประจุลบและโพซิตรอนที่มีประจุบวก เมื่อสสารและปฏิสสารมาบรรจบกัน พวกมันจะทำลายล้าง

ทฤษฎีแนะนำว่าควรมีการสร้างสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากันในบิ๊กแบงเมื่อเกือบ 14 พันล้านปีก่อน และนักฟิสิกส์ก็ยังงงอยู่นานว่าทำไมสสารถึงมีอิทธิพลเหนือ การทดลองหลายครั้งที่ CERN พยายามอธิบายว่า

นักฟิสิกส์ที่ห้องทดลองสร้างอะตอมของแอนติไฮโดรเจนที่หายวับไปสองสามอะตอม

ในปี 2538 ในปี 2545 ทีมงานได้รายงานวิธีสร้างอะตอมของแอนติไฮโดรเจนจำนวนมากโดยใช้พลังงานต่ำ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพยายามทำการทดลองกับพวกมัน 

ผลลัพธ์ใหม่มาจากการทดลองของ Hangst หรือที่เรียกว่า ALPHA การทดลองนี้ทำให้กระแสของแอนติโปรตอนเย็นลงสู่เมฆที่มีอนุภาคประมาณ 40,000 อนุภาคที่ 40 เคลวิน หรือ 40 องศาเซลเซียสเหนือศูนย์สัมบูรณ์ นักวิจัยสะกิดเมฆนั้นเบา ๆ ให้กลายเป็นโพซิตรอนเย็นสองสามล้านตัว แอนติโปรตอนและโพซิตรอนประมาณหนึ่งครั้งจากทั้งหมด 10 ครั้งรวมกันเพื่อสร้างอะตอมของแอนติไฮโดรเจน

สำหรับทุกๆ 100, 000 อะตอมของแอนติไฮโดรเจนที่สร้างขึ้น นักวิจัยสามารถดักจับเพียงหนึ่งอะตอมโดยใช้สนามแม่เหล็กแรงสูง หนังสือพิมพ์Natureรายงาน 38 อะตอมที่ติดอยู่ดังกล่าวซึ่งถูกกักไว้นานถึงหนึ่งในหกของวินาทีก่อนที่พวกมันจะหลบหนีและทำลายตัวเองที่ด้านข้างของภาชนะ

หากนักวิทยาศาสตร์สามารถกักเก็บแอนติไฮโดรเจนไว้รอบๆ ได้นานขึ้น พวกเขาสามารถทำการศึกษาโดยละเอียด เช่น การวัดสเปกตรัมที่เผยให้เห็นว่าพลังงานภายในของวัสดุแตกต่างจากพลังงานไฮโดรเจนทั่วไปอย่างไร “มันน่าตื่นเต้นมากเพราะตอนนี้เราสามารถให้สารต้านไฮโดรเจนกับทุกสิ่งที่ใคร ๆ ก็เคยทำกับไฮโดรเจนในอดีต” Hangst กล่าว “มีฟิสิกส์ปรมาณู 100 ปีที่เราสามารถเรียนรู้วิธีการทำอีกครั้งด้วยแอนติอะตอม”

แอนติไฮโดรเจนดูเหมือนจะเป็นพื้นที่ที่กำลังเติบโต การทดลองแอนตี้ไฮโดรเจนใหม่อีกสองรายการกำลังดำเนินการที่ CERN และคู่แข่งที่มีมายาวนานชื่อ ATRAP ซึ่งทำงานจากลำแสงแอนติโปรตอนจาก ALPHA ไปประมาณ 5 เมตร กำลังมุ่งเน้นไปที่การสร้างแอนติโปรตอนที่ใหญ่และเย็นกว่ามาก ซึ่งสามารถนำไปรวมกับโพซิตรอนเพื่อสร้างแอนติไฮโดรเจนได้

ในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 16 พฤศจิกายนในPhysical Review Lettersกลุ่ม ATRAP รายงานว่ามีการแยก antiprotons ออกจากอิเล็กตรอนแบบแรงเหวี่ยง ซึ่งอาจให้วิธีการใหม่ในการแยก antiprotons ที่มีพลังงานต่ำสำหรับการผลิต antihydrogen “เรามีแอนติโปรตอนมากถึง 3 ล้านตัวซึ่งมีอุณหภูมิน้อยกว่า 6 เคลวิน” หัวหน้าทีมเจอรัลด์ กาเบรียลส์แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว และเสริมว่าเขา “ยินดี” กับผลงานล่าสุดของคู่แข่งรายนี้

กลุ่มของ Hangst ก็กำลังพยายามลดอุณหภูมิ (และทำให้พลังงานของอนุภาคลดลงด้วย) คานต้านโปรตอนของ CERN จะปิดตัวลงเป็นเวลาหกเดือน แต่จะเริ่มขึ้นอีกครั้งในเดือนพฤษภาคมสำหรับการวิ่งครั้งต่อไป และหากได้รับเงินทุน การอัพเกรดที่วางแผนไว้ในอีกสองสามปีข้างหน้าจะเพิ่มปริมาณแอนติโปรตอนขึ้น 100 เท่า

แนะนำ : รีวิวเครื่องใช้ไฟฟ้า | รีวิวอาหารญี่ปุ่น| รีวิวที่เที่ยว | ดาราเอวี