Jambo is subject to gravitational attraction. Einstein’s general relativity had predicted that antimatter also should fall to Earth in the same way. However, there was no direct experimental evidence so far to show that. ALPHA experiment at CERN is the first direct experiment to have observed the effect of mvuto on the motion of antimatter. The findings ruled out repulsive ‘antigravity’ and held that mvuto mvuto jambo and antimatter in a similar way. It was observed that atoms of antihydrogen (a positron kuzunguka antiproton) ilianguka Duniani kwa njia sawa na atomi za hidrojeni.
Antimatter is composed of antiparticles (positrons, antiprotons and antineutrons are antiparticles of electrons, protons and neutrons). Jambo and antimatter annihilate each other completely when they come in contact leaving behind energy.
Jambo and antimatter were created in equal amounts in the early ulimwengu by Big Bang. Walakini, hatupati antimatter sasa katika maumbile (asymmetry ya jambo-antimatter) Jambo linatawala. Kama matokeo, uelewa wa mali na tabia ya antimatter haujakamilika. Kuhusiana na athari ya mvuto kwenye mwendo wa antimatter, nadharia ya jumla ya uhusiano ilikuwa imetabiri kwamba antimatter pia inapaswa kuathiriwa kwa njia sawa, lakini hakukuwa na uchunguzi wa moja kwa moja wa majaribio kuthibitisha hilo. Wengine walikuwa wametoa hoja kwamba tofauti na maada (ambayo iko chini ya mvuto wa mvuto), antimatter inaweza kukabiliwa na 'antigravity' ya kuchukiza ambayo imekataliwa na matokeo yaliyochapishwa hivi majuzi ya jaribio la CERN's ALPHA.
Hatua ya kwanza ilikuwa ni kutengeneza anti-atomu kwenye maabara na kuzidhibiti ili kuepusha kukutana na maada na kuangamiza. Rahisi inaweza kusikika lakini ilichukua zaidi ya miongo mitatu kufanya hivyo. Watafiti waligundua atomi za antihidrojeni kama mfumo bora wa kusoma tabia ya mvuto ya antimatter kwa sababu atomi za antihidrojeni hazina umeme na chembe thabiti za antimatter. Timu ya utafiti ilichukua antiprotoni zenye chaji hasi zinazozalishwa kwenye maabara na kuzifunga kwa positroni zenye chaji chanya kutoka kwa chanzo cha sodiamu-22 ili kuunda atomi za antihidrojeni ambazo baadaye zilifungiwa kwenye mtego wa sumaku ili kuzuia kuangamizwa kwa atomi za jambo. Kitengo cha sumaku kilizimwa ili kuruhusu atomi za antihidrojeni kutoroka kwa njia inayodhibitiwa katika kifaa cha wima cha ALPHA-g na misimamo ya wima ambapo atomi za antihidrojeni huangamiza kwa dutu zilipimwa. Watafiti walinasa vikundi vya takriban atomi 100 za antihydrogen. Walitoa polepole antiatomu za kundi moja kwa muda wa sekunde 20 kwa kupunguza mkondo wa sumaku za juu na za chini. Waligundua kuwa idadi ya atomi za kupambana na atomi zilizopo juu na chini zililingana na matokeo ya atomi kutoka kwa masimulizi. Ilibainika pia kuwa kasi ya atomi ya antihidrojeni ilikuwa sawa na kuongeza kasi inayojulikana kwa sababu ya mvuto kati ya maada na Dunia ikipendekeza kwamba antimatter iko chini ya mvuto sawa na maada wala si 'antigravity' yoyote ya kuchukiza.
Ugunduzi huu ni hatua muhimu katika utafiti wa tabia ya mvuto ya antimatter.
***
Vyanzo:
- CERN 2023. Habari - Jaribio la ALPHA katika CERN linaona athari za mvuto kwenye antimatter. Ilichapishwa 27 Septemba 2023. Inapatikana kwa https://www.home.cern/news/news/physics/alpha-experiment-cern-observes-influence-gravity-antimatter Ilifikiwa tarehe 27 Septemba 2023.
- Anderson, EK, Baker, CJ, Bertsche, W. et al. Uchunguzi wa athari za mvuto kwenye mwendo wa antimatter. Nature 621, 716–722 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1
***
