Hmota má svůj kvantový stín, antihmotu. Protějškem elektronu je pozitron, protonu zase antiproton. Když tyhle dva typy částic smícháte dohromady, dostanete antivodík, a tak dále. Vesmír by měl umět vyrobit hmotu i antihmotu. Když se tyhle dvě substance setkají, dojde k anihilaci, při které se energie částic přemění na fotony gama záření nebo i jiné částice ze skupiny bosonů.
Jenomže, jak je vidět, náš vesmír není až tak plný běsnícího gama záření, ale naopak planet, hvězd a galaxií, které jsou podle všeho z hmoty. Jak je možné, že se prakticky všechna hmota vesmíru už dávno neanihilovala s antihmotou, když měly vzniknout ve výhni Velkého třesku ve stejném množství? Tahle záhada trápí fyziky dodnes a patří k těm nejpalčivějším.
Mimo jiné je problém v tom, že toho o antihmotě víme jen málo. A není divu. Musíme si ji vyrábět v urychlovačích. Za celou moderní historii vědy jsme vyrobili tak možná pár nanogramů částic antihmoty. Nemluvě o tom, jak hrozně se s nimi pracuje. Sebemenší chyba a antihmota se nadšeně anihiluje s nejbližší hmotnou.
Jedním z velkých otazníků kolem antihmoty je, jak se vlastně chová v gravitačním poli. Pokud by se antihmota při působení gravitace chovala nějak divně, mohlo by to vysvětlit, proč ve vesmíru naprosto převažuje hmota. Byla by to ohromná věc, protože kvantová mechanika i obecná relativita počítají s tím, že hmota s antihmotou chovají v gravitaci stejně.
Doposud to ale nebylo jasné, protože experimentovat s antihmotou není vůbec snadné. Problémy přitom nejsou jen s háklivou antihmotou, ale také s gravitací. Je nesmírně slabá. Přitažlivá síla působící na jeden proton na povrchu Země odpovídá energii elektrického pole 1 miliontiny voltu na jednom čtverečním metru.
Loni (2022) se vědcům povedlo přinést nepřímé důkazy pro to, že hmota i antihmota se chovají v gravitačním poli stejně. Na tento výzkum navázal mezinárodní tým experimentu ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) v evropském CERNu. Využili vertikální vakuovou komoru s nastavitelnými magnetickými poli a nasypali do ní částice antivodíku. Jak prohodil fyzik plazmatu Jonathan Wurtele z University of California, Berkeley a člen týmu ALPHA, bylo to jako když Galileo experimentoval na Šikmé věži v Pise, jen s o něco exotičtějšími koulemi.
Jak to dopadlo? Vše nasvědčuje tomu, že gravitace působí na částice hmoty a antihmoty úplně stejně. Tím ovšem padá možné vysvětlení nedostatku antihmoty ve vesmíru. Pokud by například gravitace částice antihmoty odpuzovala, leccos by se tím vysvětlilo. Ještě prý zbývá mizivá možnost, že gravitace působí na hmotu (nebo antihmotu) o nepatrný kousek víc než na příslušný protějšek. Budoucí výzkum jistě ukáže víc.
Video: ALPHAg animation
Literatura
Doporučené video: Čas v nás i kolem nás
Extrémně přesná měření asymetrie mezi hmotou a antihmotou
Autor: Vladimír Wagner (05.02.2017)
Je za převahu hmoty nad antihmotou ve vesmíru zodpovědné trio Higgsů?
Autor: Stanislav Mihulka (05.10.2019)
V CERNu použili antihmotu při lovu na temnou hmotu
Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2019)
Jaký bude následník urychlovače LHC?
Autor: Vladimír Wagner (22.04.2020)
Jak snadno a rychle vyrobit antihmotu s pomocí laserových kleští?
Autor: Stanislav Mihulka (28.07.2021)
Největší narušení kombinované CP symetrie
Autor: Vladimír Wagner (02.04.2022)
Diskuze:
Gravitace
Wilhelm Blameberg,2023-10-02 08:55:30
Gravitace nepřitahuje antihmotu, protože neexistuje. Není to fundamentální síla, ve které by se informace o narušení jejího pole šířilo rychlostí c ve vakuu. Gravitace je výsledným efektem dvou jiným vzájemně interagujících sil - pkokolního časoprostoru jenž proudí do center všech hmotných objektů alá Země, a hmotné objektu, jenž tento proud či tlak vyrovnávají konstantní expanzí svého povrchu, v případě země jde o výslednou rychlost 9.81m/s Proto není divu tato expanze dožene i antihmotu která budí dojem, že podléhá vlivu neexistující síly
Anti - cierna diera
Peter Peter,2023-09-29 10:46:45
Nikde sa nehovori o tom, ze nemala cast antihmoty moze byt skryta v ciernych dierach (resp jej rezidua v podobe ziarenia). Viem si predstavit, ze existuju cierne diery tvorene prevazne antihmotou, aj ked z nasho pohladu je to nepoznatelne
Re: Anti - cierna diera
Gábor Vlkolinský,2023-09-29 14:15:44
Ja laik si predstavujem, že čierna diera je bod/singularita, ktorá sa prejavuje len gravitáciou a nábojom. Žiadna hmota, antihmota, alebo energia. Naivne si myslím, že pokiaľ na horizonte udalostí stiahne z vákua časticu, alebo antičasticu, tak sa neodparí, ale priberie.
Re: Re: Anti - cierna diera
Peter Peter,2023-09-29 14:54:38
Tak ako obycajna diera ma svoj okraj aj dno, tak aj cierna diera ma svoj horizont aj singularitu. Beriem to ako celok a mal som prave na mysli obsah medzi horizontom a singularitou
Jedno upřesnění
Vladimír Wagner,2023-09-29 10:23:41
To, jestli se hmota a antihmota gravitačně přitahují nebo odpuzují, neovlivní, zda vznikne v počátečních stádiích vývoje vesmíru rozdíl mezi množstvím hmoty a antihmoty. To způsobují jiné asymetrie mezi hmotou a antihmotou (narušení C a CP symetrie) (https://www.osel.cz/4239-jak-sdelit-mimozemske-civilizaci-ktera-ruka-je-leva-a-ze-nejsme-z-antihmoty.html a https://www.osel.cz/12252-nejvetsi-naruseni-kombinovane-cp-symetrie.html). Ovšem pozorování gravitační interakce mezi hmotou a antihmotou má také velký význam. Jde o test principu ekvivalence stojícího v základech Obecné teorie relativity. Děkuji Standovi Mihulkovi za rychlou informaci o pokroku experimentu ALPHA, Až se k tomu časově dostanu, napsal bych detailnější informaci o konkrétních detailech experimentu a výsledku.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
