Khoa học tốt nhất - những câu hỏi thu hút và bắt buộc bất kỳ con người nào - được đưa vào bí ẩn. Nếu đây là trường hợp, hai loại hạt sẽ hủy lẫn nhau, để lại một Vũ trụ thấm đẫm năng lượng.
Khi sự tồn tại của chúng tôi chứng thực, điều đó đã không xảy ra. Trên thực tế, thiên nhiên dường như có một phần trong 10 tỷ ưu tiên cho vật chất hơn phản vật chất. Nó là một trong những bí ẩn lớn nhất trong vật lý hiện đại.
Nhưng Large Hadron Collider đang làm việc chăm chỉ, thực sự đẩy vật chất đến giới hạn, để giải quyết bí ẩn quyến rũ này. Tuần này, CERN đã tạo ra một chùm các nguyên tử chống hydro, cho phép các nhà khoa học thực hiện các phép đo chính xác của phản vật chất khó nắm bắt này lần đầu tiên.
Các phản hạt giống hệt như các hạt vật chất ngoại trừ dấu hiệu của điện tích của chúng. Vì vậy, trong khi hydro bao gồm một proton tích điện dương quay quanh bởi một electron tích điện âm, thì antihydrogen bao gồm một phản proton tích điện âm quay quanh bởi một electron chống tích điện dương hoặc positron
Mặc dù phản vật chất nguyên thủy chưa bao giờ được quan sát thấy trong Vũ trụ, nhưng nó có thể tạo ra chất chống oxy hóa trong máy gia tốc hạt bằng cách trộn positron và phản proton năng lượng thấp.
Vào năm 2010, lần đầu tiên, nhóm ALPHA đã bắt và giữ các nguyên tử chống hydro. Bây giờ nhóm nghiên cứu đã tạo thành công một chùm các hạt chống hydro. Trong một bài báo được xuất bản trong tuần này trên tạp chí Nature Communications, nhóm ALPHA báo cáo phát hiện 80 nguyên tử chống hydro ở phía dưới 2,7 mét từ sản xuất của họ.
Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể nghiên cứu chống hydro với một số độ chính xác, người phát ngôn của ALPHA Jeffrey Hangst cho biết trong một thông cáo báo chí. Cạn lạc quan Chúng tôi rất lạc quan rằng kỹ thuật bẫy ALPHA sẽ mang lại nhiều hiểu biết như vậy trong tương lai.
Một trong những thách thức chính là giữ cho chất chống oxy hóa khỏi vật chất thông thường, để hai don don hủy diệt lẫn nhau. Để làm như vậy, hầu hết các thí nghiệm sử dụng từ trường để bẫy các nguyên tử chống hydro đủ lâu để nghiên cứu chúng.
Tuy nhiên, từ trường mạnh làm suy giảm tính chất quang phổ của các nguyên tử chống hydro, vì vậy nhóm ALPHA phải phát triển một thiết lập sáng tạo để chuyển các nguyên tử chống hydro đến một khu vực nơi chúng có thể được nghiên cứu, cách xa từ trường mạnh.
Để đo điện tích của chất chống oxy hóa, nhóm ALPHA đã nghiên cứu quỹ đạo của các nguyên tử chống hydro được giải phóng khỏi bẫy với sự có mặt của điện trường. Nếu các nguyên tử chống hydro có điện tích, trường sẽ làm chệch hướng chúng, trong khi các nguyên tử trung tính sẽ không bị lệch.
Kết quả, dựa trên 386 sự kiện được ghi lại, đưa ra giá trị của điện tích chống hydro ở -1,3 x 10-8. Nói cách khác, điện tích của nó tương thích với 0 đến tám chữ số thập phân. Mặc dù kết quả này không gây ngạc nhiên, vì các nguyên tử hydro là trung tính về điện, đây là lần đầu tiên điện tích của một loại thuốc chống ung thư được đo với độ chính xác cao như vậy.
Trong tương lai, bất kỳ sự khác biệt có thể phát hiện giữa vật chất và phản vật chất có thể giúp giải quyết một trong những bí ẩn lớn nhất trong vật lý hiện đại, mở ra một cửa sổ vào một lĩnh vực mới của khoa học.
Bài viết đã được xuất bản trên tạp chí Nature Communications.
