Tovább bonyolódik a fizika legnagyobb rejtélye

Első alkalommal sikerült megmérnie az antianyag-részecskéket összetartó erőt amerikai kutatóknak.

Az antianyag az általunk ismert anyag tükörképe: atomját a proton, neutron és elektron helyett azok antirészecskéi, az antiproton, antineutron és pozitron építik fel. Közönséges anyaggal találkozva megsemmisül, pusztulása nyomán pedig energia szabadul fel elektromágneses sugárzás (fotonok) formájában. Az antirészecskék tömege megegyezik a közönséges részecskék tömegével, töltésük viszont egymással ellentétes.

A fizika talán egyik legnagyobb kérdése, hogy

a megfigyelhető világegyetem túlnyomó részét miért közönséges anyag építi fel?

Az Ősrobbanás során ugyanis egyenlő mértékben kellett, hogy keletkezzen anyag és antianyag, az univerzum jelenlegi állapota azonban nem ezt mutatja. Az egyik legvalószínűbb hipotézis szerint az antianyaggal valami történt az idők során, aminek okát egyelőre lehetetlen megmagyarázni.

A megfigyelhető világegyetem túlnyomó részét miért közönséges anyag építi fel? Forrás: Wikimedia Commons

Bár a rejtély nyitját továbbra sem találták meg, egy lépéssel közelebb vihet a megoldáshoz a Nature magazinban publikált új tanulmány.

Ebben a tudósoknak elsőként sikerült megmérniük azt az erőt, ami az antianyag-részecskéket (jelen kutatásban antiprotonokat) összetartja.

Több a hasonlóság, mint gondolták

Ha az antiprotonok viselkedése kimutathatóan különbözne a protonokétól, az fontos információkat szolgáltathatna a fent vázolt talány megfejtéséhez. Szerencsénkre antianyagot – bár kis mennyiségben – elő lehet mesterségesen is állítani részecskegyorsítók segítségével. Ezt tették az amerikai Brookhaven Nemzeti Laboratórium kutatói is, akik a Relativisztikus nehézion-ütköztetőben (RHIC) „karamboloztattak” aranyionokat, így hozván létre antiprotonokat.

Forrás: Brookhaven National Laboratory

A fizikusok azt találták, hogy az antiprotonok között vonzóerő érvényesül -

olyan erős nukleáris kölcsönhatás tartja össze őket, mint a protonokat az atommagokban.

Új elméletet kell keresni

Az új eredmények alapján - mivel nem találtak drasztikus különbségeket az anyag és az antianyag viselkedése között - a tudósoknak másik megközelítést kell keresnie az aránytalanság okának felderítéséhez.

Egy lehetséges magyarázat, hogy a neutrínóknak is létezhet saját antirészecskéje. Az Ősrobbanást követően ezek kölcsönhatásában változások következhettek be, ami lehetővé tette az anyag dominanciáját a világegyetemben.