A világegyetem titkára derülhet így fény

A University of California fizikusai olyan új módszert dolgoztak ki az egzotikus és igen rövid életű atom, a pozitrónium előállítására, amely segíthet megválaszolni, hogy mi is történt a világegyetemben az antianyaggal.

Az univerzum egyik legnagyobb rejtélye, hogy mi a különbség az anyag és az antianyag között, amelyek töltésüket kivéve teljesen azonosak, így megsemmisítik egymást, amikor találkoznak. Az elméleti fizikusok szerint az ősrobbanás után egyforma mennyiségben képződött az anyag és az antianyag. Az antianyag azóta eltűnt, a világegyetem kizárólag anyagból áll.

A közelmúltban az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) fizikusainak több mint egy negyedórán át sikerült életben tartaniuk anti-hidrogénatomokat – olvasható a ScienceDaily tudományos hírportálon.

A pozitrónium egy pozitronból (az elektron pozitívan töltött antirészecskéjéből) és egy elektronból álló egzotikus atom. A részecske–antirészecske pár annihilációja (megsemmisülése) során 2 vagy több gammafotonra bomlik.

A kaliforniai fizikusok szilíciummal kísérleteztek, mivel utóbbit széles körben alkalmazzák az elektronikában, ráadásul olcsó és szilárd. A szilíciumdarabkákat előzetesen lézerfénnyel sugározták be, majd a felületükre pozitronokat ültettek. Mint kiderült, a lézerfény felszabadította a szilícium elektronjait, amelyek a minta felszínén lévő pozitronokkal összekapcsolódva pozitróniumokat hoztak létre.

„Ezzel az eljárással számottevő mennyiségben lehet előállítani pozitróniumatomokat, ráadásul kontrolláltan. A módszer további előnye, hogy míg a korábbi metódusokkal a mintákat igen magas hőmérsékletre kellett hevíteni, az új eljárás bármilyen hőmérsékleten működik” – magyarázta David Cassidy fizikus, hozzátéve: amikor a pozitronokat a minta felületére helyezik, sokszor a felszínen „ragadnak”, ahol az elektronok „könnyűszerrel” megtalálják és megsemmisíthetik őket.

Allen Mills professzor elmondta, amikor lézerfénnyel sugározzák be a szilíciumot közvetlenül a pozitronok „érkezése” előtt, elektronok termelődnek, amelyek segítenek a pozitronoknak elhagyni a szilícium felszínét és ezáltal elkerülni az annihilációt.

„Pozitróniumok képződnek, amelyek folyamatosan emittálódnak a felszínről. A szabad pozitróniumok 200-szor hosszabb ideig élnek, mint a felületi pozitronok, így könnyű őket észlelni” – fogalmazott Allen Mills.

A kísérlet eredményeit ismertető tanulmány a Physical Review Letters július 15-i számában lát napvilágot.

(MTI)