המדע הטוב ביותר - השאלות הלוכדות ומכריחות כל בן אנוש - טבוע במסתורין. אם זה היה המצב, שני סוגי החלקיקים היו משמידים זה את זה ומשאירים יקום מחלחל על ידי אנרגיה.
כפי שמעיד קיומנו, זה לא קרה. למעשה, נראה שלטבע יש חלק בעשרה מיליארד העדפה לחומר על פני אנטי-חומר. זו אחת התעלומות הגדולות בפיזיקה המודרנית.
אבל קבריידר הדראון הגדול עובד קשה, פשוטו כמשמעו, דוחף את החומר עד קצה גבולו, כדי לפתור את התעלומה הכובשת הזו. השבוע, CERN יצרה קרן של אטומים אנטי-מימן, המאפשרת למדענים לבצע מדידות מדויקות של החומר החמקמק הזה בפעם הראשונה.
חלקיקים נוגעים זהים לחלקיקי חומר למעט הסימן למטען החשמלי שלהם. כך שבעוד שמימן מורכב מפרוטון טעון חיובי שמקובל על ידי אלקטרון טעון שלילי, אנטי-מימן מורכב מאנטי-פרוטון טעון שלילי, שמקיף אנטי-אלקטרון טעון בחיוב, או פוזיטרון
אמנם אנטי-חומר קדום מעולם לא נצפה ביקום, אך ניתן ליצור אנטי-מימן במאיץ החלקיקים על ידי ערבוב של פוזיטרונים ואנטי-פרוטונים בעלי אנרגיה נמוכה.
בשנת 2010, צוות ALPHA כבש והחזיק אטומי אנטי-מימן לראשונה. כעת הצוות יצר בהצלחה קרן של חלקיקים אנטי-מימן. במאמר שפורסם השבוע בכתב העת Nature Communications, צוות ALPHA מדווח על איתור של 80 אטומים אנטי-מימן שנמצאים במרחק של 2.7 מטרים מזרם הייצור שלהם.
"זו הפעם הראשונה שהצלחנו ללמוד נוגד-מימן במידת דיוק", אמר דובר ה- ALPHA, ג'פרי האנגסט, בהודעה לעיתונות. "אנו אופטימיים שטכניקת הלכידה של ALPHA תניב תובנות רבות כאלה בעתיד."
אחד האתגרים העיקריים הוא הרחבת האנטי-מימן מחומר רגיל, כך שהשניים לא ישמידו זה את זה. לשם כך, רוב הניסויים משתמשים בשדות מגנטיים בכדי ללכוד אטומים אנטי-מימן מספיק זמן כדי ללמוד אותם.
עם זאת, השדות המגנטיים החזקים מביעים את התכונות הספקטרוסקופיות של האטומים האנטי-מימן, ולכן צוות ALPHA היה צריך לפתח מערך חדשני להעברת אטומים אנטי-מימן לאזור בו ניתן היה ללמוד אותם, רחוק מהשדה המגנטי החזק.
כדי למדוד את מטען האנטי-מימן, צוות ALPHA בחן את מסלולי האטומים האנטי-מימן ששוחררו מהמלכודת בנוכחות שדה חשמלי. אם לאטומי האנטי-מימן היה מטען חשמלי, השדה היה מסיט אותם, ואילו האטומים הנייטרלים לא היו מבולטים.
התוצאה, המבוססת על 386 אירועים מוקלטים, נותנת ערך של המטען החשמלי האנטי-מימן ב -1.3 X 10-8. במילים אחרות, המטען שלו תואם לאפס עד שמונה מקומות עשרוניים. למרות שתוצאה זו אינה מפתיעה, מכיוון שאטומי מימן נייטרלים חשמלית, זו הפעם הראשונה שנמדד המטען של אנטיום בדיוק כה גבוה.
בעתיד, כל הבדל שניתן להבחין בין חומר לאנטי-חומר יכול לעזור לפתור את אחת התעלומות הגדולות ביותר בפיזיקה המודרנית, לפתוח חלון לתחום חדש של מדע.
העיתון פורסם ב- Nature Communications.
