QUẢNG CÁO

Phản vật chất bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn giống như vật chất 

Vật chất chịu tác dụng của lực hấp dẫn. Thuyết tương đối rộng của Einstein đã dự đoán rằng phản vật chất cũng sẽ rơi xuống Trái đất theo cách tương tự. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng thực nghiệm trực tiếp nào cho thấy điều đó. Thí nghiệm ALPHA tại CERN là thí nghiệm trực tiếp đầu tiên quan sát thấy tác dụng của trọng lực lên chuyển động của phản vật chất. Các phát hiện này đã loại trừ “phản hấp dẫn” đẩy và cho rằng lực hấp dẫn ảnh hưởng đến vật chất và phản vật chất theo cách tương tự. Người ta quan sát thấy rằng các nguyên tử phản hydro (một positron quay quanh phản proton) rơi xuống Trái đất theo cách tương tự như các nguyên tử hydro.  

Phản vật chất được cấu tạo từ các phản hạt (positron, phản proton và phản neutron là phản hạt của electron, proton và neutron). Vật chất và phản vật chất sẽ tiêu diệt lẫn nhau hoàn toàn khi chúng tiếp xúc và để lại năng lượng.  

Vật chất và phản vật chất được tạo ra với số lượng bằng nhau trong vũ trụ sơ khai bởi Big Bang. Tuy nhiên, hiện nay chúng ta không tìm thấy phản vật chất trong tự nhiên (vật chất-phản vật chất bất đối xứng). Vật chất chiếm ưu thế. Kết quả là sự hiểu biết về các đặc tính và hành vi của phản vật chất là chưa đầy đủ. Về tác dụng của lực hấp dẫn lên chuyển động của phản vật chất, thuyết tương đối rộng đã dự đoán rằng phản vật chất cũng sẽ bị ảnh hưởng theo cách tương tự, nhưng không có quan sát thực nghiệm trực tiếp nào xác nhận điều đó. Một số người thậm chí còn lập luận rằng không giống như vật chất (chịu lực hấp dẫn), phản vật chất có thể chịu tác dụng của 'phản hấp dẫn' phản lực đã bị loại trừ bởi những phát hiện được công bố gần đây về thí nghiệm ALPHA của CERN.  

Bước đầu tiên là tạo ra các phản nguyên tử trong phòng thí nghiệm và điều khiển chúng để tránh chúng gặp phải vật chất và hủy diệt. Nghe có vẻ dễ dàng nhưng phải mất hơn ba thập kỷ để làm được điều đó. Các nhà nghiên cứu coi các nguyên tử phản hydro là một hệ thống lý tưởng để nghiên cứu hành vi hấp dẫn của phản vật chất vì các nguyên tử phản hydro là các hạt phản vật chất trung hòa về điện và ổn định. Nhóm nghiên cứu đã lấy các phản proton tích điện âm được tạo ra trong phòng thí nghiệm và liên kết chúng với các positron tích điện dương từ nguồn natri-22 để tạo ra các nguyên tử phản hydro, sau đó giam giữ trong bẫy từ để ngăn chặn sự hủy diệt với các nguyên tử vật chất. Bẫy từ được tắt để cho phép các nguyên tử phản hydro thoát ra một cách có kiểm soát trong thiết bị thẳng đứng ALPHA-g và đo các vị trí thẳng đứng mà tại đó các nguyên tử phản hydro hủy diệt với vật chất. Các nhà nghiên cứu đã bẫy được các nhóm gồm khoảng 100 nguyên tử phản hydro. Họ từ từ giải phóng các phản nguyên tử của một nhóm trong khoảng thời gian 20 giây bằng cách giảm dòng điện ở nam châm trên và dưới. Họ phát hiện ra rằng tỷ lệ phản nguyên tử tồn tại ở phần trên và phần dưới tương ứng với kết quả về các nguyên tử từ mô phỏng. Người ta cũng phát hiện ra rằng gia tốc của một nguyên tử phản hydro phù hợp với gia tốc đã biết do lực hấp dẫn giữa vật chất và Trái đất cho thấy rằng phản vật chất chịu lực hấp dẫn giống như vật chất và không chịu bất kỳ lực đẩy nào 'phản hấp dẫn'.  

Phát hiện này là một cột mốc quan trọng trong việc nghiên cứu hành vi hấp dẫn của phản vật chất.  

*** 

Nguồn:   

  1. CERN 2023. Tin tức – Thí nghiệm ALPHA tại CERN quan sát ảnh hưởng của lực hấp dẫn lên phản vật chất. Đăng ngày 27 tháng 2023 năm XNUMX. Có sẵn tại https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Truy cập vào ngày 27 tháng 2023 năm XNUMX. 
  1. Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. và cộng sự. Quan sát tác dụng của trọng lực lên chuyển động của phản vật chất. Bản chất 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1 

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Tình trạng của Vắc xin COVID-19 Phổ cập: Tổng quan

Việc tìm kiếm một loại vắc-xin COVID-19 phổ biến, có hiệu quả chống lại tất cả ...

Trang web đầu tiên trên thế giới  

Trang web đầu tiên trên thế giới là http://info.cern.ch/ Đây là...
- Quảng cáo -
94,863Người hâm mộNhư
47,632Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi