Наука

Антиматеријски „плес смрти”

Од открића позитрона прошло je тачно 75 година, до тада су биле познате само две елементарне честице, електрон и протон. Цео свет антиматерије није постојао у нашим умовима док се један британски младић није усудио да тако протумачи своје једначине, објашњава академик Зоран Петровић. А шта је Ден Браун тражио у Земуну?

Зоран Петровић (Из личне архиве)

ИНТЕРВЈУ
У Институту за физику у Земуну домаћи и страни истраживачи, предвођени академиком Зораном Петровићем, искушавају својства антиматерије у огледима, ни издалека сличним тајанственим описима Дена Брауна у роману „Анђели и демони”. Од открића прве античестице, позитрона, прохујале су три четвртине века, а научници још немају ваљано тумачење где је ишчезла (ако јесте) толика антиматерија које је било, отприлике, у истом износу као материје у трену настанка космоса („Велики прасак”).

За сада поуздано знамо да антисвет још није откривен.

Због чега је, уопште, важно откриће позитрона? Колико то је оснажило наше разумевање природе, и у великом и у малом?

Помислите само, цео свет антиматерије није постојао у нашим умовима док се један британски младић није усудио да тако протумачи својие једначине. Из те интелектуалне храбрости (и наравно, генијалности) неколико година касније изникла је експериментална потврда. Тако смо одједном добили половину универзума (коликогод да је, можда, мања од ове наше) које нисмо били свесни. Зар то није довољно да буде један од великих датума у историји човечанства? А оно што је уследило, као што су открића антипротона, антиводоника, позитронијума и прошле године молекула позитронијума, заиста је фантастично. До тада су биле познате само две елементарне честице, електрон и протон, а постојање треће није било лако прихваћено.

Имате ли утисак да су, донекле, прећутане огромне заслуге Пола Дирака, а да се, углавном, чак и међу физичарима, једино приписују Карлу Андерсону? Да ли је други претходно прочитао научни рад првог?

Да, то је тачно. Професор Стив Бакман скренуо ми је пажњу да се у експерименталном раду Карла Андерсона не спомиње Пол Дирак; мало сам истражио и занимљиво је, чини се, да заиста није знао за радове претходника, чак тврди да их није разумео после задоцнелог читања. Изгледа да ни сам Дирак није препознао свој позитрон у Андерсоновом. Великани физике у то време, нобеловци Нилс Бор и Ернст Радерфорд, па ни Роберт Миликен (одредио наелектрисање електрона) с којим је Андерсон сарађивао, нису лако прихватили позитрон. Чак се неко време говорило о три различите честице.

Касније, међутим, Андерсон није порицао допринос Дирака. Важно је знати да се слави сам чин експерименталног открића.

С којих разлога се изостављају совјетске (руски) претече у овоме?

Ако мислите на Дмитрија Скобељцина, та прича је прилично чудна. Сам Пол Дирак је у раздобљу опирања Андерсоновом открићу покушавао да докаже да је неколико година раније чуо за Скобељцинове резултате који су показивали постојање позитрона. Скобељцин је, међутим, тврдио је да је то била експериментална грешка и да никада није рекао да је открио позитрон.

Какво је узбуђење у научничком братству изазвала новост да је 1995. начињен први атом антиматерије – антиводоник? С којим умним продором се то може упоредити?

Сва та открића, и позитрон, и антипротон, и антиводоник, и позитронијум, дочекана су веома хитрим одзивом научне јавности, што сведочи да су Нобелове награде подељене после само неколико година. И док позитрон сам за себе као једна ласта не чини антиматерију, антиводоник је већ права антиматерија.

Мени је најзанимљивији позитронијум – својеврсни „плес смрти” електрона и позитрона – који се накратко повежу да одиграју некакву полку пре властитог поништења (анихилација). А опет прошле године су Алан Милс и Дејвид Касиди направили велики искорак: открили су молекул позитронијума; два квазиатома су се у делићу времена својег постојања ујединили у молекул. То је краткоживећи свет без будућности дуже од неколико милисекунди (хиљадитинка секунде).

Зашто се наш свет, једини за који знамо, састоји само од материје, када основне честице имају своје двојнике – античестице?

Ех, кад бих само знао одговор!Први се то питао нобеловац Андреј Сахаров и сјајан је доказ за мудрост коју је изрекао Ежен Јонеско да је просветљење у постављању питања, а не у налажењу одговора. Сахаров је дао феноменолошке смернице за објашњење за којим још трагамо.

Ако је у првих неколико делића секунде стварања космоса било подједнако материје и антиматерије, куда је ишчезла ова друга?

Као прво, ко може да докаже да нема антиматерије, то се само нама тако чини, тако говоре експерименти, више наша посматрања космоса. Најјаче оправдање у прилог јесте да космички материјал који долази из удаљених крајева садржи претежно оно што знамо као материју, а не видимо карактеристичне гама-зраке који настају у анихилацији. Ако је заиста тако, а савремене теорије говоре да је настало исто материје и антиматерије у „Великом праску”, сасвим је смислено питање: где је та антиматерија? Изгледа да је природа учинила да се у неким одликама материја и антиматерија разликују, данас се претпоставља да су те разлике биле кључне. Једноставно у једном од два постојећа (покушаја) објашњења материја је ефикасније продрла у подручје те експлозије које је образовало простор и време нашег космоса.

Верујете ли у постојање антисвета? У коликој мери важећи закони физике поткрепљују такво виђење?

Није битно у шта верујем, само преносим да данашња наука не верује у његово постојање. Важећи закони не стоје на путу том закључку, он је пре свега емпиријски, али не дају објашњење.

Можемо ли имати икакве користи од античестица?

Већ имамо много, с обзиром на толико мало античестица на располагању. Сви су чули за позитронску емисиону томографију (ПЕТ): позитрони обележе нека једињења која увелико учествују у метаболизму, тако се може тачније сазнати, на пример, где се налази тумор. Чињеница да позитрони различито потрају у гасу и у чврстој материји користи се за испитивање унутрашњости материјала.

Моја група убацује честице антиматерије, посебно позитроне, у гасове, чврсте материјале, па и људско ткиво пратећи куда се крећу, где нестају и како их можемо боље надзирати. Сматрам да наши радови објављени ове године представљају, у неку руку, зачетак гасне позитронике која нам је донела многа изненађења, иако смо у гасној електроници (кретања електрона у гасовима) завирили у готово сваки познати и доскора непознати ћошак.

Откуда је исркснуо још један Ден Браун да растумачи особине електрона и позитрона? Зар нас није довољно преплашио писац „Анђела и демона” и „Да Винчијевог кôда”?

Све је, заиста, чудно. У „Анђелима и демонима” Ден Браун разматра антиматеријски тероризам, а у „Да Винчијевом коду” прати судбину Христових биолошких наследника, „свети грал”, на чије место скривања указује прст с надгробног споменика лорда Алфреда Тенисона. Чињеница је да сам ишао у Лондон код Џонатана Тенисона, песниковог праунука, и да сам тамо од самога Дена Брауна добио код. И да све то има везе и с материјом и са антиматеријом. Потом је Тенисон био код нас и послао неколицину сарадника да нам помогну у разумевању кода. Он је шеф катедре за физику на Универзитету Колеџ у Лондону и један од водећих у свету у прорачунавању судара електрона и позитрона с молекулима (антиматерије и материје) помоћу компјутерских кодова. Ми смо били једни од првих купаца-сарадника у примени тих кодова, а посао је водио будући доктор наука Ден Браун.

Превише случајних подударности, зар не?

Станко Стојиљковић
објављено: 20/09/2008