Един атом антиматерия се подчинява на същите правила като материалния му двойник. Учените, които изследват антиводорода, установиха, че енергията, необходима да доведе атомите до възбудено състояние или високо енергийно състояние, е същата, както при обикновените водородни атоми, съобщи Science news.

Учени от ЦЕРН създадоха атоми антиводород чрез комбиниране на антипротон и позитрон, античастицата на електрона. Бомбандирайки получените атоми с лазер, настроен на определена честота на светлината, антиводородните атоми се довеждат до по-високо енергийно състояние. Честотата на лазерна светлина, необходима за предизвикване на този преход е същата като тази, необходима за обикновените водородни атоми, което показва, че енергийният скок е един и същ, пишат учените в доклад на експеримента ALPHA-2 от декември 19 в Nature.

^{Илюстрация: INFN-Notizie}

Сходството на антиводород и водорода се съгласува с един принцип, известен като CPT- симетрия. Това е идеята, че законите на физиката ще останат непроменени, ако всички частици във Вселената се разменят с античастици (зарядова C-симетрия), самата Вселена се отрази в огледало (пространствена инверсия (паритете), Р-симетрия) и посоката на времето се обърне на обратно (T-симетрия).

За да ви демонстрирам CPT-трансформацията, ще използвам като аналогия в плоското пространство една не толкова популярна мозайка на любимия ни художник-математик Ешер.

Стартов модел	P-трансформация огледално отражение (материя)	C-трансформация зарядова трансформация (антиматерия)	T-трансформация обръщане на времето (съвпада със стартовия модел)
Вселената, в която живеем.	Нарушена симетрия (при слабите взаимодействия)	Нарушена CP-симетрия (при слабите взаимодействия)	Запазена CPT-симетрия
Материя (частица)  Антиматерия (античастица)
		CP-трансформация - представя една Антивселена с нормално течащо време	CPT-трансформация - представя една Антивселена с обратно течащо време, неразличима от нашата Вселена

Досега учените никога не са откривали ситуация, в която тази симетрия не издържа, а антиводородът осигурява прецизен начин да се провери за фини нарушения на правилото.

Разликите между материя и антиматерия са от съществено значение за съществуването на Вселената такава, каквато я познаваме: Големият взрив е произвел в равни количества материя и антиматерия, но все пак материята е надделяла, а антиматерията е рядкост.

Но учените все още са нащрек за всякакво неочаквано поведение на антиматерията.

Какво следва от нарушението на CPT- симетрията

От експериментите е известно, че поотделно C-, P- и T -симетриите се нарушават. Но ако се наруши CPT следва автоматично нарушaването на инвариантността на Лоренцовите трансформации, което е фундаментален принцип на относителността: еквивалентността на отправните инерционни рамки, движещи се равномерно и праволинейно една спрямо друга.

Теориите, които допускат нарушение на CPT-симетрията, предполагат нарушаване на основни положения на теорията на относителността като представата, че структурата на пространство-времето е гладка, че то се състои от безразмерни точки.

Теорията на струните, суперструните, цикличната квантова гравитация (Loop quantum gravity), М-теорията предполагат, че пространство-времето се квантува, тоест е неоднородно, зърнисто, пикселизирано - състои се или от едномерни "струни" , че и многоизмерни - 10, 11-мерни, според теорията на струните или многомерни мембрани: N-брани (М-теорията) или т. н. спинова пяна, състояща се от малки квантови клетки (теория за цикличната квантова гравитация).

Ако СРТ-симетрията е нарушена, както предполагат теорията на струните и различните й варианти, следва че:

1. силата на взаимодействията може да зависи от посоката на движение и от скоростта на движение

2. спинът на една частица може да се променя от посоката на движение

3. частиците и античастиците се различават по параметри.

В последното условие не бе намерено нарушение от експеримента ALPHA-2 в настоящото изследване. Това означава, че надеждата за обединителна теория с участието на някой вариант на струнните теории все повече се отдалечава.

Още по темата

10/03/2016

Физика

Антиматерията, с която се надяваме да стигнем до Марс

26/01/2016

Физика

Факти за антиматерията, които може би не знаете

15/08/2015

Физика

Огледалото на пространство-времето. T-симетрията. CPT-симетрията

15/08/2015

Физика

Експеримент установи, че антиматерията е огледален образ на материята